Неоднородное накопление радиофармпрепаратов в тканях почек приводит к гетерогенности поглощенной дозы на уровне подструктур, что затрудняет установление связи между поглощенной дозой и эффектом нефротоксичности в радиофармацевтической терапии. Исследователи разработали модель для проведения дозиметрии на уровне нефронов.

Многонефронная вычислительная модель была создана на основе трехмерных данных мультифотонной микроскопии, включающих различные типы нефронов (поверхностные, среднекорковые и юкстамедуллярные) и их основные подструктуры (клубочек, проксимальный канальец и дистальный канальец) в тканях почек.

S-значения на уровне нефронов определялись с использованием расчетов Монте-Карло для нескольких β−- и α-излучающих радионуклидов. Многонефронная дозиметрическая структура применялась к данным неоднородного накопления 225Ac в тканях почек, локализованного преимущественно в среднекорковых и юкстамедуллярных проксимальных канальцах.

Неоднородное распределение активности подструктур привело к выраженной гетерогенности поглощенной дозы. S-значения существенно различались между типами нефронов, наибольшие значения наблюдались в юкстамедуллярных подструктурах.

Самодоза для проксимальных канальцев была в 7,6-15 раз выше, чем S-значение поверхностных проксимальных канальцев для рассматриваемых α-излучателей. Перекрестная доза для юкстамедуллярных клубочков в среднем была на 20% выше, чем для поверхностных клубочков.

Исследование случая показало существенную гетерогенность поглощенной дозы, при этом доза для различных проксимальных канальцев была на 40-73% выше, чем для соответствующих клубочков. Кроме того, вклад свободного 213Bi в общую поглощенную дозу отличался от вклада 225Ac.

Нефротоксичность является основным побочным эффектом в радиофармацевтической терапии и часто определяет максимальную вводимую активность. Однако связь поглощенной дозы с эффектом для нефротоксичности в настоящее время недостаточно определена для РФТ.

Разработанная многонефронная структура позволяет проводить дозиметрию на уровне нефронов, давая возможность количественной оценки гетерогенности поглощенной дозы в почечных тканях. Такие данные позволяют установить критические подструктуры нефронов для нефротоксичности в радиофармацевтической терапии, поддерживая нефропротективные стратегии при клинической трансляции новых радиофармпрепаратов.

Модель показала, что при рассмотрении проксимальных канальцев как источников, S-значения для самооблучения юкстамедуллярных проксимальных канальцев в среднем на 20-46% выше, чем у среднекорковых и поверхностных проксимальных канальцев для рассматриваемых β−-излучателей.

Для α-излучателей различия между S-значениями для самооблучения и перекрестного облучения, как ожидалось, больше, чем для β−-излучателей. При рассмотрении источника в различных проксимальных канальцах, S-значения для самооблучения юкстамедуллярных проксимальных канальцев в зависимости от радионуклида в , чем для среднекорковых канальцев, и в , чем для поверхностных канальцев.