radhydРадиационная гигиенаRadiatsionnaya Gygiena = Radiation Hygiene1998-426X2409-9082NIIRG10.21514/1998-426X-2025-18-2-56-65radhyd-1152Research ArticleНАУЧНЫЕ СТАТЬИRESEARCH ARTICLESМоделирование острой лучевой болезни в экспериментеModeling of acute radiation syndrome in experimenthttps://orcid.org/0000-0001-8077-9832ПоповаА. А.PopovaA. A.

Попова Алена Александровна – научный сотрудник отдела фундаментальных исследований

197758, Санкт-Петербург, поселок Песочный, ул. Ленинградская, д. 70 

Alena A. Popova – Research Fellow 

Leningradskaya Str., 70, Pesochny settlement, Saint Petersburg, 197758 

aa_popova@rrcrst.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9153-3061ЧипигаЛ. А.ChipigaL. A.

Чипига Лариса Александровна – кандидат технических наук, научный сотрудник лаборатории радиационной гигиены медицинских организаций; научный сотрудник; доцент кафедры ядерной медицины и радиационных технологий

Санкт-Петербург 

Larisa A. Chipiga – Candidate of Engineering Sciences, Research Fellow; Docent

Saint Petersburg 

https://orcid.org/0000-0001-8174-7461МайстренкоД. Н.MaystrenkoD. N.

Майстренко Дмитрий Николаевич – доктор медицинских наук, доцент, директор 

Санкт-Петербург 

Dmitriy N. Maystrenko – Doctor of Medical Sciences, Docent, Director for Research 

Saint Petersburg 

https://orcid.org/0000-0002-1630-0564СтанжевскийА. А.StanzhevskiyA. A.

Станжевский Андрей Алексеевич – доктор медицинских наук, доцент, заместитель директора по научной работе 

Санкт-Петербург 

Andrey A. Stanzhevskiy – Doctor of Medical Sciences, Deputy Director for Research, Docent 

Saint Petersburg 

https://orcid.org/0000-0003-3882-1720МолчановО. Е.MolchanovO. E.

Молчанов Олег Евгеньевич – доктор медицинских наук, руководитель отдела фундаментальных исследований 

Санкт-Петербург 

Oleg E. Molchanov – Doctor of Medical Sciences, Head of Fundamental Research Department 

Saint Petersburg 

https://orcid.org/0000-0003-0501-7007НиколаевД. Н.NikolaevD. N.

Николаев Дмитрий Николаевич – кандидат медицинских наук, руководитель группы, старший научный сотрудник группы медицинского приборостроения отдела фундаментальных исследований

Санкт-Петербург 

Dmitriy N. Nikolaev – Doctor of Medical Sciences, group leader, senior researcher 

Saint Petersburg 

https://orcid.org/0000-0002-0901-5175ПонежаТ. Е.PonezhaT. E.

Понежа Тамара Евгеньевна – старший медицинский физик радиотерапевтического отделения №1 с группой радионуклидной терапии (дневной стационар) 

Санкт-Петербург 

Tamara E. Ponezha – Senior Medical Physicist 

Saint Petersburg 

https://orcid.org/0000-0002-0938-5213ВиноградоваЮ. Н.VinogradovaYu. N.

Виноградова Юлия Николаевна – доктор медицинских наук, доцент, главный научный сотрудник отдела лучевых и комбинированных методов лечения 

Санкт-Петербург 

Yuliia N. Vinogradova – Doctor of Medical Sciences, Docent, Senior Scientist 

Saint Petersburg 

https://orcid.org/0009-0002-5129-7580ИоффеЕ. Б.IoffeE. B.

Иоффе Екатерина Борисовна – ординатор первого года обучения кафедры радиологии, хирургии и онкологии года 

Санкт-Петербург 

Ekaterina B. Ioffe – Resident 

Saint Petersburg 

Российский научный центр радиологии и хирургических технологий имени академика А.М. Гранова, Министерство здравоохранения Российской ФедерацииРоссияA. Granov Russian Scientific Center of Radiology and Surgical Technologies of the Ministry of Health of the Russian FederationRussian FederationРоссийский научный центр радиологии и хирургических технологий имени академика А.М. Гранова, Министерство здравоохранения Российской Федерации ; Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт радиационной гигиены имени профессора П.В. Рамзаева, Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека ; Национальный медицинский исследовательский центр им. В.А. Алмазова, Министерство здравоохранения Российской ФедерацииРоссияA. Granov Russian Scientific Center of Radiology and Surgical Technologies of the Ministry of Health of the Russian Federation ; Saint Petersburg Research Institute of Radiation Hygiene after Professor P.V. Ramzaev, Federal Service for Surveillance on Consumer Rights Protection and Human Wellbeing ; Almazov National Medical Research Centre of the Ministry of Health of the Russian FederationRussian Federation2025140720251825665Copyright © Попова А.А., Чипига Л.А., Майстренко Д.Н., Станжевский А.А., Молчанов О.Е., Николаев Д.Н., Понежа Т.Е., Виноградова Ю.Н., Иоффе Е.Б., 20252025Попова А.А., Чипига Л.А., Майстренко Д.Н., Станжевский А.А., Молчанов О.Е., Николаев Д.Н., Понежа Т.Е., Виноградова Ю.Н., Иоффе Е.Б.Popova A.A., Chipiga L.A., Maystrenko D.N., Stanzhevskiy A.A., Molchanov O.E., Nikolaev D.N., Ponezha T.E., Vinogradova Y.N., Ioffe E.B.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.radhyg.ru/jour/article/view/1152

Целью настоящего исследования является создание нового и легко воспроизводимого способа моделирования острой лучевой болезни, отражающего особенности клинического течения данной патологии. Материалы и методы: Для анализа была проведена серия экспериментов на крысах породы Вистар обоих полов массой 180 – 220 г, полученных из питомника «Рапполово» (Ленинградская область). Все крысы подвергались однократному облучению всего тела на ускорителе Elekta Precise с использованием пластин из твердотельного фантома Solid Water HE (Sun Nuclear) 30 × 30 см2 в исследуемых дозах в диапазоне 6 – 10 Гр. Продолжительность наблюдения за крысами составила 30 суток. Оценивали выживаемость, среднюю продолжительность жизни погибших от лучевого воздействия крыс, динамику массы тела, потребление корма и воды, состояние видимых слизистых оболочек, шерстного покрова и подвижность. Результаты исследования и обсуждение: Результаты показали, что предложенная модель однократного облучения лабораторных крыс демонстрирует высокую степень воспроизводимости результатов и соответствует основным требованиям к экспериментальным моделям. При облучении дозой 8 Гр наблюдается летальность 75 % крыс в течение 30 дней, при облучении дозой 10 Гр достигается 100 % летальность. Результаты успешно воспроизводятся при повторных экспериментах. Заключение: Полученные данные свидетельствуют о том, что предложенная модель является надежной и может быть использована для проведения доклинических исследований противолучевых препаратов, что решает проблему вариабельности результатов, характерную для ранее существовавших моделей.

The aim of the current study was to create a new and easily reproducible method of modeling acute radiation syndrome, representing the features of the clinical flow of this disease. Materials and Methods: A series of experiments on Wistar rats, both genders (nursery “Rappolovo” (Leningrad region), weight 180–220 g), were performed. Rats were divided into groups and one time exposed at the investigated dose (range of 6–10 Gy) on Elekta Precise accelerator using Solid Water HE (Sun Nuclear) 30×30 cm2 phantom plates. The duration of animal observation was 30 days. Survival, mean lifespan, body weight dynamics, feed and water consumption, state of visible mucous membranes, hair coat and mobility were evaluated. Results and Discussion: The results showed that the proposed model of single exposure of laboratory rats demonstrates a good level of results reproducibility and complies with the basic requirements for experimental models. The lethality of rats within 30 days was 75% with a dose of 8 Gy, the 100% lethality of rats was with a dose of 10 Gy. The results are successfully reproduced in repeated experiments. Conclusion: The obtained data indicated that the proposed model is reliable and can be used for preclinical studies of radioprotectors without existing models’ problem of variability of results.

острая лучевая болезньрадиобиологиядоклинические исследованиялабораторные крысыэкспериментальные моделиоблучениевыживаемостьлетальность.acute radiation syndromeradiobiologypreclinical studylaboratory ratsexperimental modelsirradiationsurvival timelethalityРабота выполнена в рамках государственного задания «Разработка радиопротектора на основе водорастворимых форм наноуглерода, модифицированных l-аминокислотами»The study was not supported by sponsorship. The study was performed within framework of research project “Development and scientific justification of applied methods for assessment of radiation risks to public health under different situations and exposure scenarios based on modern approaches to radiation detriment assessment”.ReferencesГребенюк А.Н., Гладких В.Д. Современное состояние и перспективы разработки лекарственных средств для профилактики и ранней терапии радиационных поражений // Радиационная биология. Радиоэкология. 2019. Т. 59, № 2. С. 132-149. – DOI: 10.1134/S0869803119020085.Grebenyuk AN. Current status and prospects for the development of drugs for the prevention and early treatment of radiation injuries. Radiatsionnaya biologia. Radioekologiya = Radiation biology. Radioecology. 2019;59(2): 132-149 (In Russian).Kamran Mohammad Zahid, Atul Ranjan, Navrinder Kaur et al. Radioprotective Agents: Strategies and Translational Advances // Medicinal research reviews. 2016. Vol. 36, No 3. P. 461-493. DOI: 10.1002/med.21386.Mohammad Zahid Kamran, Atul Ranjan, Navrinder Kaur, Souvik Sur, Vibha Tandon. Radioprotective Agents: Strategies and Translational Advances. Medicinal research reviews. 2016;36(3): 461-493. DOI: 10.1002/med.21386.Saaya F.M., Katsube T., Xie Y. et al. Research and development of radioprotective agents: a mini-review // International Journal of Radiology. 2017. Vol. 4, No 2–3. P. 128–138. DOI: 10.17554/j.issn.2313-3406.2017.04.41.Saaya FM, Katsube T, Xie Y, Tanaka K, Fujita K, Wang B. Research and development of radioprotective agents: a mini-review. International Journal of Radiology. 2017;4(2–3): 128–138.Smith T.A. Kirkpatrick D.R., Smith S., et al. Radioprotective agents to prevent cellular damage due to ionizing radiation // The Journal of Translational Medicine. 2017. Vol. 15. P. 232. DOI: 10.1186/s12967-017-1338-x.Smith TA, Kirkpatrick DR, Smith S, Smith TK, Pearson T, Kailasam A, et al. Radioprotective agents to prevent cellular damage due to ionizing radiation. The Journal of Translational Medicine. 2017;15: 232. – DOI: 10.1186/s12967-017-1338-x.Singh V.K., Seed T.M. A review of radiation countermeasures focusing on injury-specific medicinals and regulatory approval status: part I. Radiation sub-syndromes, animal models and FDA-approved countermeasures // The International Journal of Radiation Biology. 2017. Vol. 93, No 9. P. 1–19. DOI: 10.1080/09553002.2017.1332438.Singh VK, Seed TM. A review of radiation countermeasures focusing on injury-specific medicinals and regulatory approval status: part I. Radiation sub-syndromes, animal models and FDA-approved countermeasures. The International Journal of Radiation Biology. 2017;93(9): 1–19. DOI: 10.1080/09553002.2017.1332438.Гудков С.В., Попова Н.Р., Брусков В.И. Радиозащитные вещества: история, тенденции и перспективы // Биофизика. 2015. Т. 60, № 4. С. 801-811.Gudkov SV. Radioprotective substances: history, trends and prospects // Biofizika = Biophysics. 2015;60(4): 801-811. (In Russian).Васин М.В. Препарат Б-190 (индралин) в свете истории формирования представлений о механизме действия радиопротекторов // Радиационная биология. Радиоэкология. 2020. Т. 60, № 4. С. 378-395. DOI: 10.31857/S0869803120040128.Vasin MV. The drug B-190 (indralin) in light of the history of the formation of ideas about the mechanism of action of radioprotectors. Radiatsionnaya biologia. Radioekologiya = Radiation biology. Radioecology. 2020;60(4): 378-395 (In Russian).Rosen EM, Day R, Singh VK. New approaches to radiation protection / Eliot M. Rosen // Frontiers in oncology. 2015. Vol. 20, №4. P. 381. doi: 10.3389/fonc.2014.00381.Rosen EM, Day R, Singh VK. New approaches to radiation protection. Frontiers in oncology. 2015;4: 381. DOI: 10.3389/fonc.2014.00381.Иванов А.А., Григорьев А.И., Ушаков И.Б. и др. Пат. № 2498807 Российская Федерация, МПК A61K33.00, A61P 43.00. Средство лечения острой лучевой болезни. опубл. 20.11.2012.Ivanov AA, Grigoriev AI, Ushakov IB, Sinyak YuE. Treatment for acute radiation sickness. Russian Federation patent RU 2498807; 2012 Nov 20 (In Russian).Гайнутдинов Т.Р., Вагин К.Н., Идрисов А.М. и др. Выбор оптимальной модели двухфакторной патологии, вызванной термическим поражением на фоне внешнего гамма-облучения // Ветеринарный врач. 2021. № 1. С. 4- 9. DOI: 10.33632/1998-698X.2021-1-4-9.Gaynutdinov TR. Selection of the optimal model of two-factor pathology caused by thermal damage against the background of external gamma irradiation. Veterinarnyi vrach = Veterinarian. 2021;1: 4-9 (In Russian).Богачев С.С., Долгова Е.В., Поттер Е.А. и др. Пат. № 2701155 Российская Федерация, МПК A61K 31.7105, A61K35.66, A61P39.00. Способ защиты животных от высокодозового ионизирующего излучения; опубл. 25.09.2019.Bogachev SS, Dolgova EV, Potter EA, Proskurina AS, Nikolas VP, Ritter GS. Ability to protect animals from high-dose ionizing radiation. Russian Federation patent RU 2701155; 2019 Sep 25 (In Russian).Котенко К.В., Бушманов А.Ю., Иванов А.А. и др. Пат. № 2551619 Российская Федерация, МПК G09B23.28, A61K38.02, A61P17.18. Способ профилактики и лечения острой лучевой болезни в эксперименте; опубл. 27.05.2015.Kotenko KV, Bushmanov AYu, Ivanov AA. Method of prevention and treatment of acute radiation sickness in an experiment. Russian Federation patent RU 2551619; 2015 May 27 (In Russian).Sanja T., Dobrić S., Jaćević V. et al. Tissue-protective effects of fullerenol C60(OH)24 and amifostine in irradiated rats // Colloids and surfaces. B Biointerfaces. 2007. Vol. 58, No 1. P. 39-43. DOI: 10.1016/j.colsurfb.2007.01.005.Sanja T, Dobrić S, Dragojević-Simić VJV, Milovanović Z, Dordević A. Tissue-protective effects of fullerenol C60(OH)24 and amifostine in irradiated rats. Colloids and surfaces. B Biointerfaces. 2007;58(1): 39-43. DOI: 10.1016/j.colsurfb.2007.01.005.Xiaoqing C., Hao J., Zhang X. et al. The polyhydroxylated fullerene derivative C60(OH)24 protects mice from ionizingradiation-induced immune and mitochondrial dysfunction // Toxicology and applied pharmacology. 2010. Vol. 243, No 1. P. 27-34. DOI: 10.1016/j.taap.2009.11.009.Xiaoqing C, Hao J, Zhang X, Bozhang Yu, Jinming R, Cheng L, et al. The polyhydroxylated fullerene derivative C60(OH)24 protects mice from ionizing-radiation-induced immune and mitochondrial dysfunction. Toxicology and applied pharmacology. 2010.;243(1): 27-34. DOI: 10.1016/j.taap.2009.11.009.Официальный сайт Филиала НИЦ «Курчатовский институт» – ПИЯФ – ПЛЖ «Рапполово». URL: https://rappolovo.org/ (дата обращения 09.04.2025 г.).Official website of the Branch of the National Research Center "Kurchatov Institute" St. PINM – LAN "Rappolovo". Available from: https://rappolovo.org/ [Accessed 2025 Apr 9]. (In Russian).Костеша Н.Я., Даренская Н.Г. Кишечная форма лучевой болезни и роль поражения желудка в ее развитии. Томск: Издательство Томского университета, 1990. 123 с.Kostesha NYa, Darenskaya NG. Tomsk Intestinal form of radiation sickness and the role of stomach damage in its development. Tomsk University Publishing House; 1990. P. 123. (In Russian).Торопцев И.В., Соколова Н.В. Патологическая анатомия острой лучевой болезни в эксперименте // Известия Томского ордена трудового красного знамени политехнического Института имени С.М. Кирова. 1957. Т. 57. С. 17-27.Toroptsev IV, Sokolova NV. Pathologic anatomy of acute radiation sickness in experiment. Izvestiya Tomskogo Ordena Trudovogo Krasnogo Znameni Politekhnicheskogo Instituta Imeni S.M. Kirova = Proceedings of the Tomsk Order of the Red Banner of Labor Polytechnic Institute named after S.M. Kirov. 1957;57: 17-27. (In Russian).Майстренко Д.Н., Молчанов О.Е., Попова А.А. и др. Пат. № 2811270 Российская Федерация, МПК A61N 5/10, G09B 23/28. Способ моделирования острой лучевой болезни в эксперименте. опубл. 11.01.2024.Maistrenko DN, Molchanov OE, Popova AA, Nikolaev DN, Vinogradova YN, Popova EA, et al. inventors; Method for modeling acute radiation sickness in an experiment. Russian Federation patent RU 2811270; 2024 Jan 11 (In Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.