Русский

Presentations

Анализ повреждений ДНК в опухолевых клетках человека в модели бор-нейтронозахватной терапии

Тогтохтур Т., Душанов Э.1, Кулагова Т.2, Кулик В.2, Батмунх М., Бугай А.

Laboratory of Radiation Biology, JINR, Dubna, Russia

1Dubna State University, Dubna, Russia

2Institue Nuclear Problems, BSU, Belarus

Бор-нейтронозахватная терапия (БНЗТ) является перспективным методом лечения таких злокачественных опухолей, которые признаны неизлечимыми: меланома, гепатоцеллюлярная карцинома, глиобластома, менингома, мезотелиома плевры и опухоль шеи. Подходом с БНЗТ можно целенаправленно уничтожать только раковые клетки, оставляя нетронутыми здоровых. Метод Монте Карло, реализованной в пакете GEANT4, позволяет оценить не только влияние продуктов выхода бор-нейтронозахватной реакции в клеточную среду, но и полезного вклада дозы нейтронов для эффективной терапии.

В данном этапе исследования нами проведён расчёт вклада дозы вторичных частиц ядерной реакции между нейтронами, в энергетическом диапазоне от 0,0253 эВ до 10 кэВ, и наночастицами 10B различных концентраций. Для расчёта использована модель глиальной клетки человека. Наночастицы бора, с концентрациями от 10 до 100 мкг/г, были случайно распределены в ядре, цитоплазме и надмембранной областях клетки. Наиболее эффективной оказалась эпитермальная энергетическая область нейтронов, от 1 эВ до 1 кэВ, где их абсорбция доминирует. С использованием утилиты GEANT4-DNA оценено число повреждений ДНК в двух, сферической и эллипсоидной формах модели клетки. Расчёты физических параметров ядерной реакции нейтронов с наночастицами бора проведены утилитой DNAPhysics, которые показали достоверность нашего подхода, путём сравнения расчётных данных с экспериментальными. Данная физическая модель использована алгоритме DBSCAN, для расчёта повреждений, в виде двунитевых разрывов ДНК. Полученные результаты показывают, в подходе к лечению опухолей с помощью БНЗТ, важность учёта не только вторичных частиц с высоким ЛПЭ, но и тип, концентрацию и геометрию расположения наночастиц бора в опухолевой клетке.

Литература

1. Таскаев С.Ю., Каныгин В.В. Бор-нейтронозахватная терапия // Издательство СО РАН, Новосибирск, 2016, 215 стр., ISBN 978-5-7692-1500-1.

2. Wang S, Zhang Z, Miao L and Li Y (2022) Boron Neutron Capture Therapy: Current Status and Challenges // Front. Oncol. 12:788770. doi: 10.3389/fonc.2022.788770.

3. Moghaddasi, L., & Bezak, E. (2018). Geant4 beam model for boron neutron capture therapy: investigation of neutron dose components // Australasian Physical & Engineering Sciences in Medicine, 41(1), 129–141. doi:10.1007/s13246-018-0617-z.

Presentation

© 2004 Designed by Lyceum of Informational Technologies №1533