Summary
Aim: Determination of the biological effect of the alpha emitter 211At on cellular level as well as the assessment of dosimetric data in a tumour model
in vivo. Methods: Transplantation of malignant ascitic cells in mice intraperitoneally and estimation
of tumour characteristics (doubling time of the cells, mean survival of the animals
following an i.p. application of a defined tumour cell number). 211At labelled human serum albumine microspheres B-20 (MSP) of variing activity were
injected into tumour bearing mice intraperitoneally. The effectiveness of the therapy
was evaluated by means of determination of the duration of cell cycle arrest as well
as the microscopic analysis of the rate of abnormal mitotic cells due to radiation
induced damage. Furthermore, dose dependence of survival was evaluated. Results: Three days following the intraperitoneally application of 8 x 106 tumour cells, 50-600 kBq 211At-MSP were applied into the abdominal cavity. Considering the volume of ascites at
this time and the administered activity, dose calculations were performed. An activity
of 50 kBq caused a dose of 0.84 Gy. The increase of radiation induced effect on ascitic
tumour cells was correlated with the dose. Between the duration of the cell cycle
arrest and the administered activity, a directly proportional correlation was found.
The mean survival of non-treated animals was 16.9 ± 3.7 days. The prolongation of
the survival was proportional to the activity administered. Using a dosage of 10 Gy,
five animals out of 16 survived. Conclusion: Therapy of malignant ascitic cells using 211At-MSP was effective in vivo. For tumour therapy, the 211At represents a highly effective alternative to usually applied beta emitters.
Zusammenfassung
Ziel: Beurteilung der biologischen Wirkung des Alpha-Strahlers 211At auf zellulärer Ebene an einem In-vivoTumormodell und Gewinnung dosimetrischer Angaben.
Methoden: Intraperitoneale Übertragung maligner Aszitestumorzellen bei Mäusen und Bestimmung
von Tumorcharakteristika (Generationszeit der Tumorzellen, mittlere Überlebenszeit
nach i.p.-Applikation einer definierten Tumorzellzahl). Die Applikation 211At-markierter Humanserumalbumin-Mikrosphären B-20 (MSP) mit verschiedener Aktivität
erfolgte bei tumortragenden Tieren intraperitoneal. Die Wirksamkeit der Therapie wurde
anhand der Dauer der Zellzyklusblockade sowie der Häufigkeit abnormaler Mitosefiguren,
als Maß für strahleninduzierte Schäden, lichtmikroskopisch ausgewertet. Außerdem wurde
die Lebensverlängerung tumortragender Tiere dosisabhängig bestimmt. Ergebnisse: Drei Tage nach intraperitonealer Applikation von 8 x 106 Tumorzellen wurden 50-600 kBq 211At-MSP ebenfalls intraperitoneal appliziert. Aus ermitteltem Aszitesvolumen und der
Aktivität wurden Dosisabschätzungen vorgenommen. 50 kBq 211At-MSP führten in dem Tumormodell zu einer Dosis von 0,84 Gy. Die Zunahme strahleninduzierter
Effekte an den Aszitestumorzellen korrelierte mit der Dosis. Die Dauer der Proliferationshemmung
war direkt proportional der Radioaktivität. Unbehandelt betrug die mittlere Überlebenszeit
der Tiere 16,9 ± 3,7 Tage. Die Verlängerung des Überlebens war direkt proportional
zur Dosis. Bei einer Dosis von 10 Gy überlebten 5 von 16 Tieren im Beobachtungszeitraum
von 90 Tagen. Schlussfolgerung: Die Therapie maligner Asziteszellen mit 211At-Mikrosphären erwies sich in vivo als effektiv. Für die Tumortherapie stellt 211At eine hoch wirksame Alternative zu den Betastrahlern dar.
Keywords
211Astatine - microspheres - Ehrlich mouse ascites carcionoma - radionuclide therapy
Schlüsselwörter
211Astat - Mikrosphären - Ehrlich-Mäuseasziteskarzinom - Radionuklidtherapie