Diapositiva 1

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AlumnaGuillermina Cedillo Del Rosario. e-mail
guillefis_at_yahoo.com
guillefis1_at_gmail.com
guillefis1_at_gmail.com Asesores Humberto Antonio
Salazar Ibargüen Eduardo González Jiménez
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Desarrollo de la exposición

• Objetivo
• Resumen
• Introducción
• GEANT4
• Microhaz
• Radicales libres
• Técnica para el cálculo de los radicales libres
• Resultados
• Conclusiones
• Perspectivas

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Simulación de la interacción de radiación en
células utilizando el software Geant4 y cálculo
de radicales libres.
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Objetivo

• Comprender y aplicar GEANT4 para el conteo de los
  radicales libres generados en respuesta a la
  irradiación de la Queratinocito. Se propone un
  modelo que considera la información química de la
  célula y la distribución de la dosis absorbida en
  núcleo y citoplasma, proporcionada por el
  Microhaz.
• El modelo considera, particularmente ioniza las
  moléculas de agua de la Queratinocito. Este
  efecto tiene la capacidad de producir radicales
  libres en la célula.

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Resumen

• Destacamos Dosis absorbida (D)?
• Empleamos GEANT4 (MC)?
• A través Microhaz
• Célula
• Análisis y discusión geometría del maniquí.
• Estudio núcleo y citoplasma (?, composición
  química, vóxeles (paralelepípedo rectangular))?

• Suponemos radicales libres consecuencia de la
  interacción de radiación con moléculas de agua
  del N y C.
• Análisis y discusión H.,H2O2,eaq-,OH.,H2O-,
• Modificaciones de las bases 8-oxoG y 8-oxoA en el
  ADN a partir de sus nucléosidos 8-OH-dG y 8-OH-dA
  respectivamente.

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Geant4

• Física Médica
• Acelerador Linac
• Hadrónterapia
• Maniquí de los órganos del cuerpo humano
• Braquiterapia
• Microhaz

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Microhaz
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Geometría del maniquí de la Queratinocito

• Célula epitelial
• HaCaT/(GFP-H2B)
• Célula cultivada durante 24 horas (c)?

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Maniquí de la Queratinocito
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Citoplasma del maniquí
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C1(?1 g/cm3) y C2 (?10 g/cm3)?
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Núcleo del maniquí
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N1(?1 g/cm3) y N2 (?1.1 g/cm3)
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Información química
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Literatura
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Cantidades calculadas
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Dosis absorbida (Gy)?
D Dosis absorvida (Gy).
de Energía promedio depositada por la radiación
ionizante (J).
dm Elemento de materia (Kg) masa de agua
(vóxel de citoplasma) 2.099 x 10 -13 g0.85, ?
10 g/cm3.
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Gráficas dosis absorbida 100 mil eventos
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Acción de la radiación sobre el cuerpo
Aumenta la Temperatura
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Radical libre
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Acciones de la radiación sobre la célula
Directa
Directa Indirecta
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Procesos físicos

• Directa

• Indirecta
• Las partículas alfas al interaccionar con la
  molécula H2O pueden, por medio de una interacción
  culombiana
• ionizarla o
• excitarla
• Provocando eventos físico-químicos

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Ionización

• Provocarán la salida de un electrón y la
  formación de un ion positivo o catión de agua.

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Excitación electrónica

• Rompe
• El enlace covalente dentro de la molécula de
  agua, sacándola de su estabilidad, que resulta en
  la producción del radical libre más reactivo
  (OH.)?
• El enlace de hidrógeno

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Radiólisis del Agua

• RI H2O?H2O e-
• H2O e-?H2O-
• H2O-? OH- H.
• H2O? H OH.
• OH. OH.?H2O2

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Valores G
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Programa Algoritmo
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Resultados
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Radicales OH. 100 mil eventos citoplasma
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Radicales OH. 100 mil eventos núcleo
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Modificaciones bases
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Productos
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Cálculo de las modificaciones
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Conclusiones

• Programas de simulación
• Focalizar un haz de partículas
• Cuantificar la dosis absorbida
• El control es más minucioso
• Protección es mayor
• Deposito dosis (microdosimetría)?
• Irradiaciones a dosis baja

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Conclusiones

• Interacción de partículas cargadas en su estado
  base de energía con el medio vivo
• Exposición profesional
• Terapias anticancerosas
• Exposición radiación natural, etc.
• Nivel celular, la radiación interacciona
• Membranas (problema de permeabilidad)?
• citoplasma (radicales libres OH.)?
• y el núcleo (modificaciones en las bases)?

Estudio a escala celular
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Conclusiones

• El ADN es susceptible
• Radiación ionizante
• Radicales hidroxilo
• Las modificaciones de las bases (radicales
  libres)?
• La formación de 8-oxoG (modificación mas dañina)?
• La 8-oxoG y 8-oxoA (14-37 modificaciones por cada
  108 pares)?

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Conclusiones

• La Radiación ionizante
• Aumentar o disminuir el volumen
• Mutaciones genéticas
• Muerte
• Propiedad destructiva método terapéutico
• Esperamos nuestros resultados sean extrapolados a
  todo un túmor.
• Opción para el tratamiento (neoplasia de higado)?

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Perspectivas

• Modificar el ejemplo microhaz
• A partir de la masa del vóxel calcular el número
  de moléculas de agua
• Calcular los valores G (H2O2,OH.) a partir de la
  información química de la queratinocito
• Introducir los productos 8-OH-dG y 8-OH-dA y
  calcular las modificaciones en el ADN

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Cortes anatómicos de la célula irradiada

• INTENSIÓN
• Las células se les divide en planos para un mejor
  estudio de la acción biológica

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Bibliografía

• 1 S. Chauvie, Z. Francis, S. Guatelli,
  S.Incerti, B. Mascialino, P. Moretto, P. Nieminen
  and M. G. Pia. Geant4 Physics Processes for
  Microdosimetry Simulation Design Foundation and
  Implementation of the First Set of Models. IEEE
  Transactions on Nuclear Science, vol. 54, no. 6,
  pp. 2619-2628, 2007.
• 2 J. Meesungnoen, J. P. J. Gerin, A. F. Mouhim
  and S. Mankhetkorn. Monte-Carlo Calculation of
  the Primary Yields of H2O2 in the 1H, 2H,
  4He2, 7Li3, and 12C6 Radiolysis of Liquid
  Water at 25 and 300oC. Can. J. Chem., vol. 80,
  pp. 68-75, 2002.