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Se encaró en este trabajo el estudio de las alteraciones agudasradioinducidas en la microvasculatura de la piel de la rataneonata. Las finalidades de este trabajo han sido: a)Establecer parámetros histométricos y esterelógicos que permitieranevaluar cuantitativamente los cambios vasculares paracorrelacionarlos numéricamente con las dosis de radiación aplicadasy el tiempo post-irradiación. b)Analizar la influencia de las alteraciones vasculares en eldaño total producido en la piel por irradiación, teniendo encuenta que en el modelo experimental seleccionado se habíancaracterizado previamente las variaciones morfológicas y metabólicasde la epidermis. Se adaptó la técnica de inyección intravascular de peroxidasaque permite la visualización de todos los vasos funcionantes,incluyendo los capilares, en cortes gruesos de tejido, yse establecieron parámetros morfológicos que caracterizan el patrónvascular. Asimismo, dado que parte de la peroxidasa inyectadapermea el endotelio, pasa al tejido conectivo perivasculary es fagocitada por macrófagos, fue posible obtener informaciónsobre cambios radioinducidos en la permeabilidad capilara partir del contaje directo de células macrofágicas peroxidasapositivas y de la evaluación microfotométrica de la peroxidasapresente en el tejido conectivo revelada histoquímicamente. El hecho de que el producto final de la reacción histoquímicapara detección de la peroxidasa es electrónicamente denso permitióel estudio a nivel ultraestructural del material irradiado. Se irradió localmente la mejilla de la rata neonata con 8, 15,60 ó 120 Gy de Rayos X y se realizó la inyección intravascularde peroxidasa 3 horas, 1 día, 3 días y 6 días después de laexposición. El estudio morfométrico reveló que el patrón vascularnormal sufre alteraciones en función de la dosis y el tiempo post-irradiacióncon un aumento de la frecuencia de los calibres vascularesmayores a expensas de los menores, un aumento del volumenvascular y una disminución de la longitud vascular. La vasodilataciónasociada a una disminución en la longitud vascular redundaen una telangiectasia temprana no descripta en otros modelosde irradiación experimental de piel. La permeabilidad capilarinferida del contaje de células macrofágicas peroxidasa-positivasy la evaluación microfotométrica de la peroxidasa presente enel tejido conectivo perivascular sufrió un aumento progresivocon el tiempo post-irradiación. La presencia de telangiectasiastan tempranas asociadas a este aumento de permeabilidad sugiereque se instala en este modelo una rémora circulatoria que alteraríacualitativamente la nutrición del tejido irrigado. La exactitud con que el área afectada por la irradiación coincidecon la zona expuesta al haz de Rayos X y el daño endoteliala nivel ultraestructural sugeriría que, en este modelo, predominaun mecanismo de daño directo a la pared vascular. El daño vascularsería así la lesión previa que induciría una hipoxia parcial dela epidermis cuyas células experimentarían consecutivamente lasalteraciones morfológicas y metabólicas previamente estudiadasque conducen a la acantosis, hiperqueratosis y posterior necrobiosis. Fil: Schwint, Amanda Elena. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.

La Terapia por Captura Neutrónica en Boro (BNCT) es una aplicación de la tecnología nuclear al área biomédica, que se basa en la acumulación selectiva de compuestos borados dentro del tumor y la subsiguiente irradiación con neutrones, generando una reacción de captura neutrónica que libera radiación de partículas de alta transferencia lineal de energía (LET) y corto alcance que resultan letales para la célula. De esta manera BNCT dañaría preferencialmente el tumor sin causar daño significativo al tejido normal. Nuestro grupo demostró la eficacia terapéutica de la aplicación a nivel experimental de distintos protocolos de BNCT in vivo, utilizando las fuentes de neutrones disponibles inicialmente, es decir los reactores nucleares de experimentación RA-1 (San Martín, Buenos Aires) y RA-6 (Bariloche, Río Negro). Luego, en 2005, la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA) construyó una fuente de neutrones térmicos para aplicaciones biomédicas de BNCT en el reactor nuclear RA-3 (Ezeiza, Buenos Aires). Entre los objetivos del presente trabajo se planteó realizar una adaptación y caracterización dosimétrica de la nueva fuente que permitiera realizar estudios radiobiológicos de BNCT en el modelo experimental de cáncer bucal de la bolsa de la mejilla del hámster. Se evaluaron las respuestas del tumor, tejido precanceroso y tejido normal en forma comparativa con las otras fuentes utilizadas anteriormente. Los conocimientos obtenidos en estos estudios se emplearon para llevar adelante líneas de investigación para optimizar los protocolos de BNCT, maximizando su eficacia terapéutica, minimizando su radiotoxicidad y evaluando su potencial aplicación a otras patologías. En este contexto y dado el interés de la comunidad internacional de explorar el potencial terapéutico de BNCT para el tratamiento de metástasis hepáticas, otro objetivo principal de esta tesis doctoral fue realizar una evaluación sistemática de la eficacia terapéutica del BNCT en un modelo experimental de metástasis hepática, y considerar la potencial radiotoxicidad del tratamiento sobre el hígado. Se realizó la puesta a punto de un modelo in vivo en ratas, se desarrolló y caracterizó dosimétricamente un sistema adecuado de blindaje para luego realizar los estudios de BNCT in vivo en la fuente del reactor RA-3. Se evaluó la respuesta del tumor y aspectos de la radiotoxicidad en hígado para contribuir al conocimiento de la radiobiología de BNCT en el tratamiento de esta enfermedad. Los conocimientos de la radiobiología de BNCT obtenidos en modelos experimentales permitirían optimizar BNCT para distintas patologías. Boron Neutron Capture Therapy (BNCT) applies nuclear technology to biomedicine. BNCT is based on the selective accumulation of boron compounds in tumor cells, followed by irradiation with neutrons. The capture reaction between a thermal neutron and a 10B atom gives rise to short range particles with high linear energy transfer (LET) that are lethal for the cell. Thus BNCT would damage tumor without causing significant damage to normal tissue. Our group demonstrated the therapeutic efficacy of the application of different experimental BNCT protocols in vivo employing the neutron sources initially available, i.e. the experimental nuclear reactors RA-1 (San Martín, Buenos Aires) and RA-6 (Bariloche, Río Negro). After that, in 2005, the National Atomic Energy Commission of Argentina (CNEA) built a neutron source for BNCT biomedical applications at the nuclear reactor RA-3 (Ezeiza, Buenos Aires). The first aim of the present PhD thesis was to adapt and dosimetrically characterize the new source to be able to perform BNCT radiobiological studies in the hamster cheek pouch oral cancer model. We evaluated the response of tumor, precancerous tissue and normal tissue, as compared to studies performed previously at other neutron sources. The knowledge contributed by these studies made it possible to undertake research projects devoted to optimize BNCT protocols, maximizing their therapeutic efficacy and minimizing their toxicity, and examining their potential for the treatment of other pathologies. Within this context, and based on the interest of the international community to explore the therapeutic potential of BNCT for liver metastasis, the next major aim of this PhD thesis was to perform a systematic evaluation of the therapeutic efficacy of BNCT in an experimental model of liver metastasis, considering the potential toxicity in liver. The in vivo experimental model in rats was adapted and characterized. Subsequently, a shielding device to perform the in vivo BNCT studies at the RA-3facility was designed, constructed and characterized dosimetrically. Tumor response and potential liver toxicity were evaluated to contribute to the knowledge of BNCT radiobiology for the treatment of this pathology. The knowledge of BNCT radiobiology derived from experimental models would allow for the optimization of BNCT for different pathologies. Fil: Pozzi, Emiliano César Cayetano. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.

La Captura Neutrónica en Boro (BNCT) es una terapia binaria que se basa en la acumulación selectiva de compuestos borados dentro del tumor y la subsiguiente irradiación con neutrones térmicos. La reacción de captura que se produce entre el 10B y los neutrones genera partículas letales de corto alcance que dañan el tumor sin causar daño significativo al tejido normal. Previamente en nuestro laboratorio se reportó el éxito terapéutico de una única aplicación de BNCT mediada por los compuestos borados borofenilalanina (BPA), decahidrodecaborato de sodio (GB-10) o la administración combinada de ambos, para el tratamiento del cáncer bucal en un modelo de hámster. Si bien los resultados en términos de eficacia terapéutica fueron muy buenos, pueden ser mejorados. En este trabajo de tesis, buscamos optimizar la terapia de BNCT potenciando el control tumoral y minimizando su radiotoxicidad. Para ello desarrollamos una nueva modalidad terapéutica denominada BNCT secuencial (BPA-BNCT seguido de GB-10-BNCT luego de 24 ó 48 horas), establecimos un método para inducir la normalización de los vasos sanguíneos tumorales (con talidomida) y evaluamos el efecto de esta normalización en la eficacia terapéutica del BNCT mediado por BPA. Complementariamente estudiamos la combinación de ambas modalidades (normalización con talidomida y BNCT secuencial). Asimismo, realizamos un análisis exhaustivo de los posibles cambios en la microdistribución de los compuestos borados por autorradiografía neutrónica. En el presente estudio demostramos que el BNCT secuencial mejora el control del cáncer bucal, que el tratamiento previo con talidomida aumenta la eficacia terapéutica del BNCT mediado por BPA a través de la normalización de los vasos sanguíneos aberrantes del tumor, y que con el tratamiento con talidomida previo al BNCT secuencial se alcanza una respuesta tumoral total (respuesta completa + parcial) del 100% de los tumores. Además, en todos los casos se redujo la radiotoxicidad en el tejido precanceroso circundante al tumor. Boron Neutron Capture Therapy (BNCT) is based on targeting of tumor cells with boron compounds followed by irradiation with thermal neutrons. The capture reaction that occurs between the 10B and the neutrons generates short-range lethal particles that destroy the tumor cells but spare normal tissue. We previously reported the therapeutic success of a single application of BNCT mediated by boronophenylalanine (BPA), decahydrodecaborate (GB-10) or by the combined administration of BPA and GB-10, for the treatment of oral cancer in the hamster cheek pouch experimental model. These previous BNCT studies showed marked therapeutic efficacy but left room for improvement. In this thesis, we explored the way to improve the therapeutic effect without causing unacceptable toxicity in normal or dose-limiting precancerous tissue. Here we developed a novel approach to BNCT termed Sequential BNCT based on the sequential application of BPA-BNCT followed by GB-10-BNCT with an interval of 24 or 48 h between the two treatments. We developed a technique to normalize aberrant blood vessels with thalidomide and assessed its effect prior to the administration of BPA on the therapeutic efficacy of BNCT. As a third new protocol we studied the combination of both modalities, thalidomide treatment prior to Sequential BNCT. Additionally, we performed an autoradiography analysis to explore potential changes in boron microdistribution and content that are not detectable by gross boron measurements. We can conclude based on the observations reported in this thesis that Sequential BNCT enhanced tumor response, that the pretreatment with thalidomide prior to BNCT mediated by BPA was therapeutically beneficial, and that tumor blood vessel normalization before Sequential BNCT controlled the entire population of tumors. For all the new protocols, no extra cost in terms of mucositis in the dose-limiting precancerous tissue was observed. Fil: Molinari, Ana Julia. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.

BNCT se basa en la reacción de captura entre el boro depositado preferencialmente en tumor y los neutrones térmicos, generando partículas letales de corto alcance que dañan al tumor, preservando el tejido normal. Previamente, demostramos el éxito terapéutico del BNCT en tumores de la bolsa de la mejilla del hámster. El desafío pendiente era inhibir el desarrollo de segundos tumores primarios (STP) a partir de tejido con cancerización de campo, minimizando la mucositis limitante de dosis. Los STP son frecuentemente la causa del fracaso terapéutico clínico en tumores de cabeza y cuello. El objetivo general de la presente tesis doctoral fue evaluar, por primera vez, la radiotoxicidad y potencial inhibitorio a largo plazo de BNCT sobre el desarrollo tumoral en un modelo de mucosa bucal con cancerización de campo desarrollado en la bolsa de la mejilla del hámster para seguimiento a largo plazo (8 meses). Estudiamos la radiotoxicidad y capacidad inhibitoria de diferentes protocolos de BNCT, variando las dosis y los protocolos de fraccionamiento. Por primera vez, evidenciamos el efecto inhibitorio de BNCT en un tejido con cancerización de campo a largo plazo. Para optimizar BNCT, determinamos la influencia de las condiciones de tratamiento sobre la ventaja terapéutica y radiotoxicidad. BNCT combines selective accumulation of 10B carriers in tumor tissue with subsequent neutron irradiation, giving rise to lethal, short-range particles. Damage is limited largely to cells containing 10B. Previously, we demostrated the therapeutic efficacy of BNCT to treat tumors in the hamster cheek pouch. However, the inhibition of tumor development from field-cancerized tissue was still an unresolved challenge. In a clinical scenario, tumor development from field-cancerized tissue is frequently the cause of therapeutic faliure. The aim of the present PhD thesis was evaluate, for the first time, BNCT-induced potential radiotoxicity and long-term inhibition of tumor development in a model of oral field-cancerized tissue. We developed an oral precancer model in the hamster cheek pouch for long-term studies (8 months). We studied radiotoxicity and the potential inhibitory effect of different BNCT protocols, evaluating different dose levels, dose fractionation and interval between applications. For the first time, we evidenced the long-term inhibitory effect on tumor development of BNCT in field-cancerized tissue and showed that treatment conditions are pivotal to therapeutic advantage and radiotoxicity. The knowledge of BNCT radiobiology for experimental oral precancer contributes to the optimization of the technique. Fil: Monti Hughes, Andrea. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.

La Captura Neutrónica en Boro (BNCT) combina la irradiación externa con neutrones y la administración de compuestos borados que se acumulan selectivamente en el tumor. La reacción de captura 10B(n,α)⌃7Li que ocurre entre los neutrones térmicos y el átomo de Boro 10 genera partículas pesadas letales y de corto alcance se producirá mayormente en las células tumorales. Esta modalidad terapéutica permitiría dañar los tejidos tumorales sin producir daño significativo al tejido normal. Se estudió la biología y radiobiología del BNCT en el modelo de cáncer bucal en la bolsa de la mejilla del hámster. Estudiamos la biodistribución de boro en sangre, tumor y tejidos normales empleando nuevos protocolos de administración de compuestos borados estándar y compuestos borados nuevos, administrados solos o en combinación (BPA y/o GB-10 [Na2⌃10B10H10]) y demostramos su potencial terapéutico en el modelo de cáncer oral en hámster. Una vez demostrado el potencial terapéutico de estos protocolos de administración de compuestos borados, hicimos estudios de BNCT in vivo, empleando el haz epitérmico termalizado del Reactor Nuclear RA-6, sito en el Centro Atómico Bariloche. Demostramos la eficacia terapéutica, sin radiotoxicidad del tejido normal, de bajas y altas dosis de BNCT mediado por GB-10 y (GB-10 + BPA), y demostramos un nuevo paradigma en BNCT basado en el efecto selectivo sobre tumor de la terapia mediada por un compuesto borado que no se incorpora selectivamente al tumor. Habiendo demostrado que el BNCT-BPA induce control tumoral en Carcinoma de Células Escamosas (CCE) experimental en la bolsa de la mejilla del hámster sin daño al tejido normal, en un escenario preclínico, demostramos la eficacia terapéutica de BNCT para el tratamiento de CCE espontáneos en felinos domésticos. Boron Neutron Capture Therapy (BNCT) combines external irradiation with neutrons and the administration of boron compounds that accumulate selectively in tumor cells. The capture reaction 10B(n,α)7Li that takes place between thermal neutrons and 10B, giving rise to short range, lethal heavy particles, will occur mainly in tumor cells. This treatment modality would target tumor tissue selectively with no significant damage to normal tissue. We studied the biology and radiobiology of BNCT in the hamster cheek pouch oral cancer model. Biodistribution studies were performed to evaluate absolute and relative boron concentrations in blood, tumor and normal tissues employing new administration protocols of standard and new boron compounds, administered alone or jointly (boronophenylalanine [BPA] and/or GB-10 [Na2 10B10H10]). Having demonstrated the therapeutic potential of these boron compound administration protocols in the hamster cheek pouch oral cancer model, we performed in vivo BNCT studies employing the thermalized epithermal beam of the RA-6 Nuclear Reactor (Bariloche Atomic Center). We demonstrated the therapeutic efficacy with no normal tissue radiotoxicity of BNCT mediated by GB-10 and (GB-10 + BPA). Moreover, we demonstrated a new paradigm in BNCT based on the selective effect on tumor of BNCT mediated by a compound that is not selectively incorporated by tumor. Having shown that BNCT-BPA induces tumor control in experimental Squamous Cell Carcinoma (SCC) in the hamster cheek pouch with no radiotoxicity in normal tissue we demonstrated, in a preclinical scenario, the therapeutic efficacy of BNCT for spontaneous SCC in feline patients. Fil: Trivillin, Verónica Andrea. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.

La Terapia por Captura Neutrónica en Boro (BNCT) es una modalidadterapéutica binaria que involucra la acumulación selectiva de portadores de ¹°Benel tumor y la subsiguiente irradiación con un haz de neutrones. Las particulas dealta transferencia lineal de energia que se producen durante la reacción de capturade un neutrón térmico por el núcleo de boro tienen un rango de aproximadamente 5-9 μm y una alta eficacia biológica relativa. Así, el BNCT dañaría selectivamentelas células tumorales. Esta terapia se encuentra en etapa de ensayo clínico en elmundo para tumores de cerebro y melanoma. Dentro del marco de la búsqueda denuevas aplicaciones para BNCT, el estudio de la biologia y radiobiología del BNCT,la búsqueda de nuevos compuestos borados y la evaluación de la respuesta deltejido tumoral, precanceroso y normal hemos propuesto el modelo de cáncer oralen la bolsa de la mejilla del hamster para estudios de BNCT. Los estudios debiodistribución y farmacocinética en este modelo de un compuesto boradotradicional y uno de última generación demostraron la incorporación selectiva deboro al tumor en cantidades potencialmente terapéuticas. Un estudio de BNCT invivo demostró por primera vez el éxito de esta terapia en el tratamiento del cánceroral sin daño al tejido normal. Boron Neutron Capture Therapy (BNCT) is a binary treatment modality thatinvolves the selective accumulation of ¹°B carriers followed by irradiation with aneutron beam. The high linear energy transfer particles emitted during the captureof a thermal neutron by a ¹°B nucleus have a range of approximately 5-9 μm intissue and are known to have a high relative biological effectiveness. Thus, BNCTwould potentially target neoplastic tissue selectively. Clinical trials of BNCT for thetreatment of brain tumors and melanoma are underway in the world. Within thecontext of the search for new applications of BNCT, the study of the biology andradiobiology of BNCT, the assessment of new boron compounds and the evaluationof the response of tumor, precancerous and dose-limiting normal tissues we haveproposed the hamster cheek pouch oral cancer model for BNCT studies. Thebiodistribution and pharmacokinetic studies of a traditional and a new boroncompound in this model evidenced potentially therapeutic, selective, incorporationof boron to tumor tissue. An in vivo study demonstrated, for the first time, thesuccess of BNCT in the treatment of oral cancer with virtually no damage to normaltissue. Fil: Kreimann, Erica Lorena. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.