Schätzung der relativen biologischen Wirksamkeit während der Ac-225-PSMA- und Lu-177-PSMA-Therapie vor und nach der DNS-Reparatur mittels TOPAS/TOPAS-nBio/MEDRAS [1-5]

Ziel/Aim Das Ziel der Studie war eine Abschätzung der Ausbeute an Doppelstrangbrüchen (DSB) und der relativen radiobiologischen Wirksamkeit (RBW) von Ac-225- und Lu-177-PSMA. Die initiale Schadensverteilung nach dem Zerfall des Radionuklids und der Restschaden nach der DNS-Reparatur wurden betrachtet.

Methodik/Methods Das Tool for Particle Simulation (TOPAS) wurde eingesetzt, das auf dem Geant4-Simulations-Toolkit basiert. Die Simulation der Zellkern-DNS wurde mit der Erweiterung von TOPAS TOPAS-nBio durchgeführt. Die DNS-Reparatur wurde mit dem auf Python basierenden Programm MEDRAS (Mechanistic DNA Repair And Survival) simuliert. Es wurden fünf verschiedene Zellgeometrien mit gleichem Volumen und zwei Annahmen für die Radionuklidinternalisierung (membran-gebunden bzw. vollständig internalisiert) sowie zwei Szenarien (2d bzw. 3d) für die Zellanordnung berücksichtigt. Die Radionuklidaktivität wurde auf Grundlage von SPECT-Bildern von Patienten angenommen.

Ergebnisse/Results Es wurde kein wesentlicher Einfluss der Zellgeometrie und des Zellanordnungsszenarios auf die Ausbeute an Doppelstrangbrüchen und die RBW beobachtet. Im 2d-Fall der Zellanordnung mit sphärischer Zellgeometrie und vollständiger Radionuklidinternalisierung betrug die initiale DSB-Ausbeute 26,84 und 12,63 DSBs Gy-1 Gbp-1 für Ac-225 bzw. Lu-177, was in einem RBW-Wert von 2,13 resultierte. Die Schadensreparatur nach dem Zerfall von Ac-225 führte zu einer etwas geringeren DSB-Ausbeute von 23,91 DSBs Gy-1 Gbp-1, während die DSB-Ausbeute von Lu-177 deutlich auf 2,85 DSBs Gy-1 Gbp-1 abfiel, was einem RBW-Wert von 8,4 entsprach.

Schlussfolgerungen/Conclusions Die Berücksichtigung der Reparatur der DNS-Schäden durch Ac-225-PSMA und Lu-177-PSMA führt zu einer viel höheren RBW im Vergleich zum initialen Wert. Daher ist die DNS-Reparatur ein wichtiger Aspekt für das Verständnis der Reaktion auf unterschiedliche Strahlungsqualitäten.

Publikationsverlauf

Artikel online veröffentlicht:
30. März 2023