شبیهسازی شکستهای ایجاد شده در مولکول DNA دراثر تابش پروتون و ذرات ثانویه با استفاده از کد Geant4 | ||
| مجله سنجش و ایمنی پرتو | ||
| مقاله 20، دوره 9، شماره 4 - شماره پیاپی 33، خرداد 1399، صفحه 147-154 اصل مقاله (591.81 K) | ||
| نویسندگان | ||
| پژمان شمشیری* 1؛ قاسم فروزانی2؛ اعظم ذبیحی1 | ||
| 1دانشگاه بوعلی سینا | ||
| 2دانشگاه پیام نور | ||
| چکیده | ||
| یکی از روشهای درمان سرطان، پرتو درمانی با استفاده از پرتوهای مختلف است، برای درمان سرطانهایی که نزدیک ارگانهای حیاتی هستند از هادرونها استفاده میشود.. مهمترین جزء سلول که در برخورد با پرتوهای یونیزان آسیب میبیندDNA است .در این مقاله، شکستهای ایجاد شده در ماده وراثتی سلولهای زنده،DNA)) تعریف شده با مدل اتمی از پروتئین دیتا بانکPDB)) در اثر تابش پروتونها و ذرات ثانویه آن با استفاده از کدGeant4 بررسی شده است. میزان راندمان کل شکستهای تک رشته ای (Yield SSB) ایجاد شده در مولکولDNA تقریبا مستقل از انرژی ذره ورودی هست و با کاهش انرژی ذره ورودی ( افزایش LET ) راندمان کل شکست های دو رشته ای (DSB Yield) افزایش مییابد. نسبت کل رویدادهای ناکشسان به دز جذب شده برای ذرات اولیه و همچنین ذرات ثانویه آن مستقل از انرژی است. سهم ذرات ثانویه در ایجاد شکستهای تک رشته ای و شکستهای دو رشته ای نیز محاسبه شده است. با کاهش انرژی ذره ورودی میزان راندمان شکستهای دو رشته ای ایجاد شده توسط ذرات ثانویه افزایش مییابد و سهم ذرات ثانویه در ایجاد شکست های دو رشته ای برای انرژی های کمتر از Mev 5 بیشتر از سهم آن ها در ایجاد شکستهای تک رشته ای است. نسبت شکستهای دو رشتهای به شکستهای تک رشتهای با افزایش انرژی ذره تابشی، کاهش یافته است. | ||
| کلیدواژهها | ||
| رادیوتراپی؛ شکست تک رشته ای؛ شکست دو رشته ای؛ DNA؛ GEANT4؛ پروتئین دیتا بانک | ||
| مراجع | ||
|
[1] T.S.Lawrence, R.K.T. Haken, A. Giacci Principles of Radiation Oncology. Philadelphia, Lippincott Williams, (2008).
[2] G. Kraft, Tumor therapy with heavy charged particles. Particle and Nuclear Physics, 45(2), (2000) 473-544.
[3] C.M. Charlie Ma, T. Lomax. Proton and Carbon Ion Therapy. Boca Raton, (2013).
[4] H.L. Andrews. Radiation Biophysics. Prentice Hall, (1961).
[5] J. Allison, Recent developments in Geant4. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A, 835, (2016) 186-225.
[6] J.Allison, Geant4 Developments and Applications. IEEE Transactions on Nuclear Science. 53,(2006) 270-278.
[7] S. Agostinelli, Geant4 a simulation toolkit, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Volume 506 ( 3), (2003) 250-303.
[8] Z.Francis,S. Incerti, V. Ivanchenko, C.Champion, M. Karamitros, M. Bernal, E.B Ziad. Monte Carlo simulation of energy-deposit clustering for ions of the same LET in liquid water. Physics in medicine and biology. 57. (2011) 209-24.
[9] M. Dingfelder, D. Hantke, M. Inokuti, H.G. Paretzke, Electron inelastic-scattering cross sections in liquid water, Radiation Physics and Chemistry, 53 ( 1) ,(1999) 1-18.
[10] P. Bernhardt, W. Friedland, P. Jacob, H.G. Paretzke. Modeling of ultrasoft X-ray induced DNA damage using structured higher order DNA targets,International Journal of Mass Spectrometry, 223–224,(2003) 579-597.
[11] S. Incerti, A. Ivanchenko, M. Karamitros, A. Mantero, P. Moretto, H. N. Tran, B. Mascialino, C. Champion, V. N. Ivanchenko, M. A. Bernal, Z. Francis, C. Villagrasa, G. Baldacchino, P. Guèye, R. Capra, P. Nieminen, C.Zacharatou. Comparison of GEANT4 very low energy cross section models with experimental data in water Medical Physics, 37 (9), (2010) 4692-4708.
[12] W. Friedland, M. Dingfelder, P. Kundrát, P. Jacob, Track structures, DNA targets and radiation effects in the biophysical Monte Carlo simulation code PARTRAC, Mut. Res, 711 (2011) 28-40.
[13] H. Nikjoo, P. O’Neill, D.T. Goodhead, M. Terrissol, Computational modelling of low- energy electron-induced DNA damage by early physical and chemical events, Int. J. Radiat. Biol, 71 (1997) 467-483.
[14] M. Pinak, A. Ito, Energy deposition in structural parts of DNA by monoenergetic electrons, J. Radiat. Res, 34 (1993) 221-234.
[15] M.A. Bernal, C.E. Almeida, C. Sampaio, S. Incerti, C. Champion, P. Nieminen, The invariance of the total direct DNA strand break yield, Med. Phys, 38 (2011) 4147-4153.
[16] A.G.W. Leslie, S. Arnott, R. Chandrasekaran, R.L. Ratliff, Polymorphism of DNA double helices. Journal of Molecular Biology,143(1), (1980) 49-72.
[17] E. Delage, Q.T. Pham, M. Karamitros, H. Payno, V. Stepan, S. Incerti, L. Maigne, Y. Perrot, PDB4DNA: Implementation of DNA geometry from the Protein Data Bank (PDB) description for Geant4-DNA Monte-Carlo simulations. Computer Physics Communications, 192,(2015) 282-288.
[18] P.Pater, G. Bäckstöm, F. Villegas, A. Ahnesjö, A.S. Enger, J. Seuntjens, I. El Naqa. Proton and light ion RBE for the induction of direct DNA double strand breaks. Medical Physics,43 (5),(2016) 2131-2140.
[19] M. A. Bernal, C. E. deAlmeida, S. Incerti, C.Champion, V. Ivanchenko, Z. Francis. The Influence of DNA Configuration on the Direct Strand Break Yield. Computational and Mathematical Methods in Medicine. (2015).
[20] H. Nikjoo, P. O’Neill, M. Terrissol, D.T. Goodhead, Quantitative modelling of DNA damage using Monte Carlo track structure method, Rad. Environ. Bioph, 38 (1999) 31-38. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 494 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 431 |
||
