Дистанционная лучевая терапия (EBRT) и радиофармацевтическая терапия (RPT) производят перекрывающиеся, но биологически различные нарушения в микроокружении костных метастазов. Эти различия обусловлены мощностью дозы, длительностью облучения, пробегом частиц, локализацией мишени, микроскопическим отложением энергии и пространственной неоднородностью дозы. Данные факторы влияют на контроль опухоли, развитие резистентности, ремоделирование кости и токсичность для костного мозга через воздействие на остеобласты, остеокласты, стромальные и сосудистые клетки, иммунные популяции и гемопоэтические стволовые и прогениторные клетки (HSPC).

Эти вопросы особенно актуальны для метастатического кастрационно-резистентного рака предстательной железы (КРРПЖ), при котором костно-тропные и опухоль-специфичные радиофармпрепараты по-разному облучают клеточные компартменты в пределах одного скелетного окружения. Обзор охватывает клеточную радиочувствительность, скелетное и стромальное ремоделирование, повреждение гемопоэза, сосудистые и иммунные реакции, окислительный и метаболический стресс, а также пространственные и временные паттерны доставки радиации.

Рассмотрены возникающие транскриптомные, протеомные, метаболомные, липидомные, одноклеточные и пространственные подходы к изучению лучевого ремоделирования. Интеграция радиобиологии, пространственной дозиметрии и мультиомиксных данных может способствовать разработке более индивидуализированных стратегий лечения, максимизирующих контроль опухоли при ограничении скелетного и гематологического повреждения. Костные метастазы следует рассматривать как часть динамического микроокружения кость–опухоль–костный мозг.