---

English (Engleză)
Project title: Understanding FLASH irradiation effect on cancer cells using laser-induced very high energy electrons and in vitro tumor-on-chip assays / FLASH CANCELLS 

Periode: 11 July 2024 – 31 March 2027

Contact Person:
Project Director: Dr. Felix SIMA (INFLPR)

Coordinator:
National Institute for Laser, Plasma and Radiation Physics - I.N.F.L.P.R.
Atomiștilor 409, Măgurele, Romania

Partner:
Institutul de Biochimie al Academiei Romane (IB-AR)
Splaiul Independentei, nr. 296, sector 6, 060031, Bucharest

Abstract (Objectives):

The main objective of this project is to propose and exploit various innovative in vitro approaches in order to understand the FLASH effect induced by either laser-plasma accelerated very high energy electrons (LPA VHEE) or X-ray radiation on cancer cells. To this aim, we will investigate radiation dose dependent cancer cell death vs. potential immune boosting properties, using a panel of chemo- and radio- sensitive or resistant cancer cells together with immune and tissue-specific non-malignant normal cells. Specifically, the project aims to increase the understanding of molecular mechanisms involved in cellular response to FLASH radiation by providing fundamental knowledge of its effects using in vitro models of melanoma and ovarian cancer. A tumour-on-chip model will be proposed for testing the immune response upon co-culture of lymphocytes with cancer spheroids. The tumour-on-chip concept will be designed to test the interaction of cancer cells with artificial narrow tissue-like architectures and immune system components and live monitored by time lapse microscopy in parallel for cancer cells exposed to FLASH irradiation vs. unexposed cancer cells. Other specific objectives refer to i) the development of an X-ray FLASH experimental demonstrator for ultra-high dose rate delivery exceeding 40 Gy/s, ii) the improvement of LPA VHEE experiment reliability by efficient control of laser peak intensity and focus position iii) the development of an LPA geometric configuration to obtain VHEE beams with very high charge and iv) the development of new dosimetric characterization protocols.

 

Phases:

---

---

Română (Romanian)
Titlul proiectului: Intelegerea efectului de iradiere FLASH asupra celulelor canceroase utilizand fascicule de electroni de energie foarte mare accelerati cu laser si analize in vitro tumora-pe-cip / FLASH CANCELLS

Perioada: 11 Iulie 2024 – 31 Martie 2027

Persoana de contact:
Director Proiect: Dr. Felix SIMA (INFLPR)

Coordonator:
Institutul Național pentru Fizica Laserilor, Plasmei și Radiației - I.N.F.L.P.R.
Atomiștilor 409, Măgurele, ROMÂNIA

Partener:
Institutul de Biochimie al Academiei Romane (IB-AR)
Splaiul Independentei, nr. 296, sector 6, 060031, Bucuresti

Abstract (Obiective):

Obiectivele principale ale acestui proiect sunt propunerea și exploatarea diferitelor abordări in vitro cu scopul de a înțelege efectul FLASH indus asupra celulelor canceroase atât de electronii de energii foarte înalte (very high energy electrons – VHEE) generați prin accelerare laser-plasma (laser-plasma accelerated – LPA), cât și de radiația X. Astfel, propunem investigarea mecanismelor de apoptoză celulară în funcție de doza de iradiere vs. potențiale proprietăți de stimulare imună, folosind celule canceroase rezistente sau sensibile radiologic și chimic, împreună cu celule imune si celule non-maligne sănătoase, specifice tesutului de origine. În mod specific, proiectul propune înțelegerea mecanismelor moleculare implicate în răspunsul celular la radiație FLASH prin furnizarea de cunoștințe fundamentale asupra efectului acesteia folosind modele in vitro de cancer de melanom și cancer ovarian. Un model tumoral pe biocip va fi propus pentru testarea răspunsului imun pe modele de co-cultură de limfocite cu sferoizi tumorali. Conceptul de model tumoral pe biocip va fi elaborat pentru testarea interacției celulelor canceroase cu arhitecturi artificiale constrictive ce mimează țesuturile și cu componente ale sistemului imun si va fi monitorizat prin microscopie în timp real, atât în cazul celulelor expuse la iradieri FLASH, cât și în cazul celulelor neexpuse. Alte obiective specifice se referă la i) dezvoltarea unui demonstrator experimental de raze X de tip FLASH pentru doze ultra-înalte de peste 40 Gy/s, ii) îmbunătățirea fiabilității experimentelor bazate pe VHEE generați prin LPA prin controlul precis al intensității de vârf a laserului și poziția de focus a acestuia, iii) dezvoltarea unei configurații geometrice LPA pentru obținerea fasciculelor VHEE de sarcină foarte înaltă și iv) dezvoltarea de noi protocoale de caracterizare dozimetrică.

Etape:

---