Μελέτη επαγωγής σύνθετων βλαβών DNA με μεθόδους προσομοίωσης στην ακτινοθεραπεία καρκίνου του προστάτη - Τσουκαλέλης, Νικόλαος (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών. Τομέας Φυσικής, 2018)
Μελέτη επαγωγής βλαβών DNA, κατά τη θεραπεία καρκίνου του προστάτη, μέσω της τεχνικής Monte Carlo. Με τον όρο ιοντίζουσες ακτινοβολίες χαρακτηρίζουμε τις ακτινοβολίες εκείνες που μεταφέρουν ικανή ενέργεια ώστε κατά την αλληλεπίδραση τους με την ύλη να προκαλέσουν ιοντισμό των ατόμων της. Κατά το ταξίδι της λοιπόν μέσα στην ύλη και δη στους βιολογικούς ιστούς, η ιοντίζουσα ακτινοβολία επάγει διαφό- ρων ειδών βλάβες στο κυτταρικό DNA, οι οποίες εμφανίζουν ιδιαίτερη πολυπλο- κότητα. Ο όρος πολυπλοκότητα αφορά τόσο στην επαγωγή αυτών των βλαβών, όσο και στη δυσκολία, κυρίως, επιδιόρθωσης τους, καθώς αν δεν επιδιορθωθούν μπορεί να έχουν κρίσιμα αποτελέσματα σε σχέση με την επιβίωση του κυττάρου και κατά συνέπεια αυξημένο κίνδυνο μεταλλάξεων ή καρκινογένεσης. Έτσι γίνε- ται εύκολα κατανοητή η ανάγκη περεταίρω γνώσης και εμβάθυνσης πάνω στην απόκριση του κυτταρικού DNA, κατά την ακτινοβόληση του και πολύ περισσό- τερο όταν αυτή συμβαίνει υπό συνθήκες ακτινοθεραπείας. Υπάρχουν πολλά μο- ντέλα και πειραματικές τεχνικές που προσομοιώνουν και προβλέπουν την από- κριση του DNA στην ιοντίζουσα ακτινοβολία. Η τεχνική που χρησιμοποιήθηκε στη συγκεκριμένη μελέτη ήταν βασισμένη στις προσομοιώσεις Monte Carlo που παρέχει το πρόγραμμα MCDS (Monte Carlo Damage Simulation). Με τη χρήση του MCDS κατέστη δυνατή η διεξαγωγή προσομοιώσεων παραμετροποιημένων, με κλινικά δεδομένα δόσεων, που λήφθηκαν από τη συνεργασία με την Ιατρική Σχολή Αθηνών του ΕΚΠΑ. Οι προσομοιώσεις αυτές είχαν σαν αποτέλεσμα την ε- ξαγωγή χρήσιμων πληροφοριών σε σχέση με την επαγωγή βλαβών στο DNA στις περιοχές του ορθού, της κύστης και του προστάτη, λόγω της ακτινοβόλησης για θεραπευτικούς σκοπούς, καρκίνου του προστάτη. Κατέστη δυνατή λοιπόν μέσω του MCDS η πρόβλεψη του είδους των βλαβών του DNA (δίκλωνες, ομαδοποιημένες κ.α.), ο αριθμός των βλαβών αυτών ανά δόση, η επιβεβαίωση της γραμμικής σχέσης μεταξύ δόσης και επαγωγής βλαβών, η χάραξη καμπύλης επιβίωσης για τα κύτταρα των προαναφερμένων οργάνων και τέλος η μερική χαρτογράφηση αυτών των βλαβών μέσω των DICOM files. Τέλος και πιο σημαντικό, με τη μελέτη αυτή κατέστη δυνατή η μετατροπή του DNA σε ένα εν δυνάμει βιοδοσί- μετρο, ενός βιοδείκτη δηλαδή για τα αποτελέσματα συγκεκριμένων δόσεων ακτινοβολίας. Όλα αυτά συνθέτουν λοιπόν τα κομμάτια ενός μεγάλου παζλ που όσο συμπληρώνεται τόσο αυξάνεται και η γνώση πάνω σε θέματα ακτινοβόλησης και ακτινοθεραπείας καρκινικών στόχων με αποτέλεσμα τη βελτιστοποίηση των πλάνων θεραπείας για ασθενείς με καρκίνο και τον καλύτερο έλεγχο του όγκου.