A GATE simulation study for dosimetry in cancer cell and micrometastasis from the 225Ac decay chain
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Background Radiopharmaceutical therapy (RPT) with alpha-emitting radionuclides has shown great promise in treating metastatic cancers. The successive emission of four alpha particles in the 225Ac decay chain leads to highly targeted and effective cancer cell death. Quantifying cellular dosimetry for 225Ac RPT is essential for predicting cell survival and therapeutic success. However, the leading assumption that all 225Ac progeny remain localized at their target sites likely overestimates the absorbed dose to cancer cells. To address limitations in existing semi-analytic approaches, this work evaluates S-values for 225Ac’s progeny radionuclides with GATE Monte Carlo simulations. Methods The cellular geometries considered were an individual cell (10 µm diameter with a nucleus of 8 µm diameter) and a cluster of cells (micrometastasis) with radionuclides localized in four subcellular regions: cell membrane, cytoplasm, nucleus, or whole cell. The absorbed dose to the cell nucleus was scored, and self- and cross-dose S-values were derived. We also evaluated the total absorbed dose with various degrees of radiopharmaceutical internalization and retention of the progeny radionuclides 221Fr (t1/2 = 4.80 m) and 213Bi (t1/2 = 45.6 m). Results For the cumulative 225Ac decay chain, our self- and cross-dose nuclear S-values were both in good agreement with S-values published by MIRDcell, with per cent differences ranging from − 2.7 to − 8.7% for the various radionuclide source locations. Source location had greater effects on self-dose S-values than the intercellular cross-dose S-values. Cumulative 225Ac decay chain self-dose S-values increased from 0.167 to 0.364 GyBq−1 s−1 with radionuclide internalization from the cell surface into the cell. When progeny migration from the target site was modelled, the cumulative self-dose S-values to the cell nucleus decreased by up to 71% and 21% for 221Fr and 213Bi retention, respectively. Conclusions Our GATE Monte Carlo simulations resulted in cellular S-values in agreement with existing MIRD S-values for the alpha-emitting radionuclides in the 225Ac decay chain. To obtain accurate absorbed dose estimates in 225Ac studies, accurate understanding of daughter migration is critical for optimized injected activities. Future work will investigate other novel preclinical alpha-emitting radionuclides to evaluate therapeutic potency and explore realistic cellular geometries corresponding to targeted cancer cell lines.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».