Linear energy transfer (LET) dependencies for understanding pancreatic tumor control and relevant molecular endpoints in support of RBE-based heavy-ion radiotherapy

用于了解胰腺肿瘤控制和支持基于 RBE 的重离子放射治疗的相关分子终点的线性能量转移 (LET) 依赖性

基本信息

  • 批准号:
    10322155
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 50.51万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2021-01-01 至 2025-12-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

This proposal brings together a unique interdisciplinary team with complementary expertise in high-LET radiobiology, pancreatic cancer research, and high-LET physics. It leverages the engineered PDA (pancreatic ductal adenocarcinoma) mouse models and imaging capabilities at our “PDA Mouse Hospital” together with the high-LET charged particle beams generated at Brookhaven’s NSRL and our Radiological Research Accelerator Facility (RARAF) at Columbia to address the central hypothesis that heavy ion radiotherapy (HIRT) effects in PDA are LET dependent and can be enhanced by pharmacological induction of ferroptosis. HIRT represents a promising therapeutic opportunity for improving (PDA) survival, with very encouraging survival results reported after combined carbon-ion and gemcitabine therapy for locally advanced PDA. Compared with other radiotherapy modalities the high-LET radiations deposit energy far more densely resulting in complex DNA damage, clustered reactive oxygen species (ROS) formation, and altered damage signaling. The generation of clustered ROS by HIRT is clearly linked to cell killing, however, PDA upregulates ROS detoxification pathways, potentially leading to mitigation of tumor cell killing by radiation. Our labs have recently shown that pharmacological inhibition of cystine import counters PDA resistance to endogenous ROS, triggering ferroptotic death in PDA cell lines and tumors, and resulting in significantly improved survival of autochthonous PDA tumor bearing mice. The efficiency of lipid peroxidation, upon which ferroptosis depends, varies with LET, suggesting that overcoming ferroptosis resistance in combination with optimized HIRT may prove a powerful approach for PDA treatment. Thus our central hypothesis is that HIRT effects in PDA are LET dependent and can be enhanced by pharmaceutical induction of ferroptosis. The goal is to understand and quantify PDA-HIRT relevant endpoints using state-of-the art PDA mouse models in extended heavy-ion beams customized for mouse tumor exposure, with and without pharmacological induction of ferroptosis. Our second goal is understanding the LET dependencies of PDA-HIRT relevant endpoints: First to find the optimal dose-averaged LET (LETD) corresponding to these endpoints, and second to assess whether clinical helium ion beams may induce similar yields of these endpoints – a conclusion that would potentially revolutionize heavy ion radiotherapy. Our mouse irradiations will use custom extended heavy-ion beams at Brookhaven’s NSRL facility. However, the LETD distributions within the irradiated mouse tumors cover a much smaller LET range than in typical human tumors treated with HIRT. We will assess whether the conclusions drawn from these studies are still valid at the higher LETs and lower LETs respectively of relevance for clinical carbon-ion and helium-ion HIRT, by recapitulating relevant endpoints at RARAF, our preclinical heavy-ion irradiation facility where mono- LET beams for cellular irradiations are available from 10 to 200 keV/m.
该提案汇集了一个独特的跨学科团队,在高 LET 方面具有互补的专业知识 放射生物学、胰腺癌研究和高 LET 物理学。 我们的“PDA 小鼠医院”以及 布鲁克海文国家研究实验室和我们的放射学研究中心产生的高 LET 带电粒子束 哥伦比亚加速器设施(RARAF)旨在解决重离子放射治疗的中心假设 (HIRT) 在 PDA 中的作用是 LET 依赖性的,并且可以通过药物诱导铁死亡来增强。 HIRT 代表了改善 (PDA) 生存的有希望的治疗机会,非常令人鼓舞 碳离子和吉西他滨联合治疗局部晚期 PDA 后报告的生存结果。 与其他放射治疗方式相比,高 LET 辐射沉积的能量更加密集 导致复杂的 DNA 损伤、簇状活性氧 (ROS) 形成和损伤 HIRT 产生的簇状 ROS 与细胞杀伤明显相关,然而,PDA 上调。 ROS 解毒途径,可能会减轻辐射对肿瘤细胞的杀伤作用。 最近表明,药物抑制胱氨酸输入可以对抗 PDA 对内源性 ROS 的抗性, 引发 PDA 细胞系和肿瘤中的铁死亡,并导致显着提高的存活率 原生 PDA 肿瘤小鼠的铁死亡所依赖的脂质过氧化的效率, 随 LET 变化,表明结合优化 HIRT 克服铁死亡抵抗可能 证明这是一种有效的 PDA 治疗方法。 因此,我们的中心假设是,PDA 中的 HIRT 效应是 LET 依赖性的,并且可以通过以下方式增强: 药物诱导铁死亡的目的是了解和量化 PDA-HIRT 相关终点。 在针对小鼠肿瘤定制的扩展重离子束中使用最先进的 PDA 小鼠模型 我们的第二个目标是了解 LET。 PDA-HIRT相关终点的依赖性:首先找到最佳剂量平均LET(LETD) 对应于这些终点,其次评估临床氦离子束是否可能引起类似的 这些终点的产量——这一结论可能会彻底改变重离子放射治疗。 我们的小鼠照射将在布鲁克海文的 NSRL 设施中使用定制的扩展重离子束。 然而,受辐射小鼠肿瘤内的 LETD 分布覆盖的 LET 范围比 我们将评估这些研究得出的结论是否正确。 分别在与临床碳离子和氦离子相关的较高 LET 和较低 LET 下仍然有效 HIRT,通过重述 RARAF 的相关终点,RARAF 是我们的临床前重离子辐照设施,其中单 用于细胞照射的 LET 光束范围为 10 至 200 keV/μm。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Sally A. Amundson其他文献

Physiological function as regulation of large transcriptional programs: the cellular response to genotoxic stress.
作为大型转录程序调节的生理功能:细胞对基因毒性应激的反应。
p53-dependent and -independent regulation of the death receptor KILLER/DR5 gene expression in response to genotoxic stress and tumor necrosis factor alpha.
死亡受体 KILLER/DR5 基因表达的 p53 依赖性和非依赖性调节响应基因毒性应激和肿瘤坏死因子 α。
  • DOI:
  • 发表时间:
    1998-04-15
  • 期刊:
  • 影响因子:
    11.2
  • 作者:
    M. Sheikh;Timothy F Burns;Ying Huang;Gen Sheng Wu;Sally A. Amundson;Kia S. Brooks;A. Fornace;W. El
  • 通讯作者:
    W. El
Combined ion beam irradiation platform and 3D fluorescence microscope for cellular cancer research
用于细胞癌症研究的组合离子束照射平台和 3D 荧光显微镜
  • DOI:
    10.1364/boe.522969
  • 发表时间:
    2024-03-11
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    A. Harken;Naresh Deoli;Citlali Perez Campos;B. Ponnaiya;G. Garty;Grace Sooyeon Lee;M. Casper;Shikhar Dhingra;Wenze Li;Gary Johnson;Sally A. Amundson;Peter Grabham;Elizabeth M. C. Hillman;David J. Brenner
  • 通讯作者:
    David J. Brenner
The RABiT: A Rapid Automated Biodosimetry Tool for radiological triage. II. Technological developments
RABiT:用于放射分类的快速自动化生物剂量测定工具。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.6
  • 作者:
    G. Garty;Youhua Chen;Alessio Salerno;H. Turner;Jian Zhang;O. Lyulko;A. Bertucci;Yanping Xu;Hongliang Wang;N. Simaan;G. Randers;Y. L. Yao;Sally A. Amundson;D. Brenner
  • 通讯作者:
    D. Brenner
Gene expression profiles for monitoring radiation exposure.
用于监测辐射暴露的基因表达谱。
  • DOI:
    10.1093/oxfordjournals.rpd.a006632
  • 发表时间:
    2001-09-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1
  • 作者:
    Sally A. Amundson;A. Fornace
  • 通讯作者:
    A. Fornace

Sally A. Amundson的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Sally A. Amundson', 18)}}的其他基金

Linear energy transfer (LET) dependencies for understanding pancreatic tumor control and relevant molecular endpoints in support of RBE-based heavy-ion radiotherapy
用于了解胰腺肿瘤控制和支持基于 RBE 的重离子放射治疗的相关分子终点的线性能量转移 (LET) 依赖性
  • 批准号:
    10544320
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 50.51万
  • 项目类别:
Radiation Biodosimetry Using Gene Expression Signatures
使用基因表达特征进行辐射生物剂量测定
  • 批准号:
    8012188
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 50.51万
  • 项目类别:
Opportunities Fund Management Core
机会基金管理核心
  • 批准号:
    10159829
  • 财政年份:
    2005
  • 资助金额:
    $ 50.51万
  • 项目类别:
Opportunities Fund Management Core
机会基金管理核心
  • 批准号:
    10687056
  • 财政年份:
    2005
  • 资助金额:
    $ 50.51万
  • 项目类别:
Radiation Biodosimetry using Gene Expression Signatures
使用基因表达特征进行辐射生物剂量测定
  • 批准号:
    10465030
  • 财政年份:
    2005
  • 资助金额:
    $ 50.51万
  • 项目类别:
Opportunities Fund Management Core
机会基金管理核心
  • 批准号:
    10465025
  • 财政年份:
    2005
  • 资助金额:
    $ 50.51万
  • 项目类别:
Radiation Biodosimetry using Gene Expression Signatures
使用基因表达特征进行辐射生物剂量测定
  • 批准号:
    10159835
  • 财政年份:
    2005
  • 资助金额:
    $ 50.51万
  • 项目类别:
THE FUNCTIONAL GENOMICS OF BYSTANDER RESPONSES
旁观者反应的功能基因组学
  • 批准号:
    7006854
  • 财政年份:
    2005
  • 资助金额:
    $ 50.51万
  • 项目类别:
Core--Functional genomics
核心--功能基因组学
  • 批准号:
    7052511
  • 财政年份:
    2005
  • 资助金额:
    $ 50.51万
  • 项目类别:
Radiation Biodosimetry using Gene Expression Signatures
使用基因表达特征进行辐射生物剂量测定
  • 批准号:
    10687080
  • 财政年份:
    2005
  • 资助金额:
    $ 50.51万
  • 项目类别:

相似国自然基金

本体驱动的地址数据空间语义建模与地址匹配方法
  • 批准号:
    41901325
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    22.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
时空序列驱动的神经形态视觉目标识别算法研究
  • 批准号:
    61906126
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
针对内存攻击对象的内存安全防御技术研究
  • 批准号:
    61802432
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
大容量固态硬盘地址映射表优化设计与访存优化研究
  • 批准号:
    61802133
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    23.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
IP地址驱动的多径路由及流量传输控制研究
  • 批准号:
    61872252
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    64.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Biomechanical Interplay between Optic Nerve Head and Peripapillary Sclera
视神经乳头和视乳头周围巩膜之间的生物力学相互作用
  • 批准号:
    10706958
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 50.51万
  • 项目类别:
Biomechanical Interplay between Optic Nerve Head and Peripapillary Sclera
视神经乳头和视乳头周围巩膜之间的生物力学相互作用
  • 批准号:
    10367335
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 50.51万
  • 项目类别:
Development and Validation of a Multimodal Ultrasound- Based Biomarker for Myofascial Pain
基于多模态超声的肌筋膜疼痛生物标志物的开发和验证
  • 批准号:
    10579668
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 50.51万
  • 项目类别:
Linear energy transfer (LET) dependencies for understanding pancreatic tumor control and relevant molecular endpoints in support of RBE-based heavy-ion radiotherapy
用于了解胰腺肿瘤控制和支持基于 RBE 的重离子放射治疗的相关分子终点的线性能量转移 (LET) 依赖性
  • 批准号:
    10544320
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 50.51万
  • 项目类别:
Novel Ultrasonic Technique for the Treatment of Hemorrhagic Stroke
治疗出血性中风的新型超声波技术
  • 批准号:
    10462609
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 50.51万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了