Προσομοίωση των επαγόμενων, σύνθετων βλαβών στο DNA σε υγιείς και καρκινικούς ιστούς κατά την ακτινοθεραπεία

Θεοδωράκη, Κυριακή; Theodoraki, Kyriaki

dc.contributor.author	Θεοδωράκη, Κυριακή	el
dc.contributor.author	Theodoraki, Kyriaki	en
dc.date.accessioned	2019-11-05T07:27:12Z
dc.date.available	2019-11-05T07:27:12Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/49376
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.17074
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Φυσική και Τεχνολογικές Εφαρμογές”	el
dc.rights	Default License
dc.subject	Προσομοίωση Monte Carlo	el
dc.subject	Ακτινοθεραπεία προστάτη
dc.subject	Ραδιοβιολογία
dc.subject	Δίκλωνες θραύσεις DNA
dc.subject	Επαγόμενες ομαδοποιημένες βλάβες DNA
dc.subject	Δώδικας MCDS
dc.subject	Double fractures DNAMCDS code
dc.subject	Systemic effects MCDS code
dc.subject	Radiation therapy
dc.subject	Radiobiology
dc.subject	DNA DSBs	en
dc.subject	Inducedclustered DNAdamage
dc.title	Προσομοίωση των επαγόμενων, σύνθετων βλαβών στο DNA σε υγιείς και καρκινικούς ιστούς κατά την ακτινοθεραπεία	el
heal.type	masterThesis
heal.classification	Ιατρική Φυσική	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2019-05-24
heal.abstract	Είναι ευρέως γνωστό ότι η ιοντίζουσα ακτινοβολία προκαλεί μεμονωμένες και σύνθετες βλάβες στο DNA. Ειδικότερα, παίζει πολύ καθοριστικό ρόλο στον κυτταρικό θάνατο και στον νεοπλασματικό μετασχηματισμό. Σήμερα, ένας πολύ μεγάλος αριθμός ασθενών που πάσχουν από καρκίνο, ανάλογα με το στάδιο της νόσου, υποβάλλονται σε ακτινοθεραπεία (RT) με τη χρήση ιοντίζουσας ακτινοβολίας, με σκοπό τον μακροπρόθεσμο έλεγχο του όγκου, επιχειρώντας τις ελάχιστες επιπλοκές και παρενέργειες στους υγιείς ιστούς. Στην παρούσα εργασία, χρησιμοποιήθηκε ένα γρήγορο λογισμικό Monte Carlo (Monte Carlo Damage Simulation) ένας αλγόριθμος για την προσομοίωση των τοπικών ομαδοποιημένων βλαβών, ο οποίος καταγράφει τις κύριες τάσεις όσον αφορά στις βλάβες του DNA ύστερα από ακτινοθεραπεία στον καρκίνο. Έχοντας λάβει τα δεδομένα δόσης (κλινικά δεδομένα) από ένα ακτινοθεραπευτικό πλάνο προστάτη, τα εισάγουμε στο MCDS, με σκοπό να υπολογισθούν τα αναμενόμενα επίπεδα ομαδοποιημένων βλαβών στο DNA για τον καρκινικό στόχο (προστάτη) και τα γειτονικά υγιή όργανα. Έτσι, καθίσταται δυνατή η σύνδεση των επαγόμενων βλαβών με την κυτταρική επιβίωση. Ένα σημαντικό χαρακτηριστικό αυτού του λογισμικού είναι το γεγονός ότι πρέπει να αναγνωριστεί μόνο μία ρυθμιζόμενη παράμετρος, η δόση της ακτινοβολίας που προσέλαβαν τα κύτταρα κατά τη θεραπεία, που εξαρτάται από το LET του σωματιδίου, προκειμένου να προσομοιωθούν οι επαγόμενες βλάβες στο DNA. Εκτελώντας Monte Carlo προσομοιώσεις, υπολογίσαμε το πλήθος και το είδος των βλαβών ανά κύτταρο για μια ευρεία φασματική ζώνη δόσεων και βρήκαμε τον αριθμό των DSBs όπως και άλλων απλών και σύνθετων αλλοιώσεων του DNA (SSBs, NON-DSBs). Οι προσομοιώσεις έγιναν με δύο τρόπους επεξεργασίας των τιμών δόσης για διαφορετικά ποσοστά οξυγόνου του όγκου, καθώς και των φυσιολογικών ιστών, αλλά και για διαφορετικούς αριθμούς χρωμοσωμάτων του DNA, όπου και φάνηκε η εξάρτηση των βλαβών από τις συγκεκριμένες παραμέτρους. Παρατέθηκαν, ακόμη, τα διαγράμματα δόσης-βλαβών (DSBs, SSBs, NON-DSBs, ALL CLUSTERS), όπου παρουσιάζεται η γραμμική εξάρτηση αυτών με τη δόση, καθώς και το γράφημα του κλάσματος επιβίωσης των κυττάρων με τη δόση βάσει του LQ μοντέλου για τα τρία όργανα (όγκο προστάτη, κύστη, ορθό). Είχαμε, ακόμη, τη δυνατότητα, με τη συμβολή Ιατρικής σχολής, να οπτικοποιήσουμε τα αποτελέσματά μας (μέσω DICOM files), δηλαδή τις επαγόμενες ομαδοποιημένες βλάβες στο DNA, από τον υπολογισμό της δόση ανά voxel που απορρόφησε στη διάρκεια μιας συνεδρίας το κάθε όργανο ξεχωριστά. Συνολικά, τα αποτελέσματα, και από τους δύο τρόπους επεξεργασίας των δόσεων, είναι σε πολύ καλή συμφωνία μεταξύ τους, αλλά και με τη βιβλιογραφία, επιβεβαιώνοντας ότι το MCDS αποδίδει μία χωρική κατανομή των βλαβών του DNA με αρκετά ρεαλιστικό τρόπο. Τέλος, η μελέτη αυτή ήταν πολύ σημαντική καθώς κατέστη δυνατή η μετατροπή του DNA σε ένα εν δυνάμει βιοδοσίμετρο, δηλαδή έναν βιοδείκτη, εφόσον θα γνωρίζουμε πλέον για αυτό το βιολογικό αποτέλεσμα συναρτήσει της δόσης. Όλα τα παραπάνω θα συντελέσουν στην βελτιστοποίηση των πλάνων θεραπείας για ασθενείς με καρκίνο και τον καλύτερο έλεγχο του όγκου, αφού έχουν ως στόχο την αποτελεσματικότητα της θεραπείας και τη μείωση του δευτερογενούς καρκίνου. Λέξεις-κλειδιά: ακτινοθεραπεία, ραδιοβιολογία, δίκλωνες θραύσεις DNA, επαγόμενες ομαδοποιημένες βλάβες DNA, κώδικας MCDS	el
heal.advisorName	Γεωργακίλας, Αλέξανδρος	el
heal.committeeMemberName	Γεωργακίλας, Αλέξανδρος	el
heal.committeeMemberName	Καραΐσκος, Παντελής	el
heal.committeeMemberName	Μακροπούλου, Μυρσίνη	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	105 σ.	el
heal.fullTextAvailability	true