Radiobiología Celular 4 .1 Introducción

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Objetivos: Comprender como se generan la radiación necesaria para el tratamiento radiológico.

Radiobiología Celular4.1 Introducción

www.gphysics.net – UFRO-2008-Master-Fisica-Medica-1-1-Introduccion-08.08

Dr. Willy H. GerberInstituto de Fisica

Universidad AustralValdivia, Chile

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Efecto de radiación sobre culturas de células


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Relación supervivencia dosis


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Origen de la muerte de la célula


Radicales libresDaño a la cadena de ADN

Bajo LEDRayos X y γ

Alto LEDIones, α, neutrones

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Daño a la cadena ADN


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Efectos del daño


El daño lleva a que la célula no puede multiplicarse

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Consecuencias


DañoADN

Reparación Irreparable Error en reparación

Error en cromosoma

Muertecelular Mutación

Cáncer

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Objetivo


Probabilidad de controlar el tumor(TCP)

Probabilidad de complicaciones(NTCP)

Dosis (Gy)

Prob

abili

dad

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Uso de modelos


Los modelos permiten poner a prueba nuestras hipótesis de como las células reaccionan a la radiación (mas bien permiten descartar hipótesis pero no confirmarlas)

Dan una base para estimar probabilidad de sobrevivencia en base a mediciones que se emplean para ajustar permitiendo estimar el resultado en situaciones aun no medidas

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Uso de modelos


Prob

abili

dad

de s

obre

vive

ncia

Dosis

Rayos Xpartículas

RBE – Relative Biological Effectivness efecto biológico relativo respecto de rayos X

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LET


LET – Linear energy transfer [keV/μm o eV/nm]

200 keV/μm

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OER


OER – Oxygen Enhancement Ratio – eficiencia por efecto del oxigeno

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Bases de los modelos


Modelo

Daño

Reparación

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Modelo LQ


El efecto

Modelo LQ (Lea DE & Catcheside DG (1942), J. Genet. 44: 216-45)

Biologically Effective Dose (BED)

Efectividad relativa

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Mediciones y modelo LG


Dosis D [Gy]

Frac

ción

que

sob

revi

ve S

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Influencia del oxigeno


Frac

ción

que

sob

revi

ve S

300 keV rayos – X, celulas bajo aire y anoxia Nias et. al., 1973, Int. J. Radiat. Biol. , Taylor & Francis

Dosis D [cGy]

17

Influencia del oxigeno


Frac

ción

que

sob

revi

ve S

Dosis D [Gy]

18

Efecto neutrones vs rayos X


Frac

ción

que

sob

revi

ve S

14 MeV neutrones y 250 keV rayos – X, celulas bajo aire y nitrogenoNias et. al., 1973, Int. J. Radiat. Biol. , Taylor & Francis

Dosis D [cGy]

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Fraccionamiento


Dosis (Gy)

Frac

ción

que

sob

revi

ve

Dosis única

Múltiple dosis

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Sensibilidad


Dosis (Gy)

Frac

ción

que

sob

revi

ve

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Modelos


Dosis (Gy)

Frac

ción

que

sob

revi

ve

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Problemas con la distribución de los parámetros


Statistical distribution

Radiobiological Modelling in Radiation OncologyBy Roger Dale, Roger Dale & Bleddyn Jones, Editors, Bleddyn Jones, British Institute of RadiologyContributor Roger Dale, Bleddyn JonesPublished by British Inst of Radiology, 2007ISBN 090574960X, 9780905749600292 pages

Radiobiology for the RadiologistBy Eric J. Hall, Amato J. GiacciaPublished by Lippincott Williams & Wilkins, 2006ISBN 0781741513, 9780781741514546 pages

An Introduction to RadiobiologyBy A. H. W. NiasPublished by Wiley_Default, 1998ISBN 0471975907, 9780471975908384 pages

Introduction to RadiobiologyBy Maurice Tubiana, J. Dutreix, A. Wambersie, David K. BewleyTranslated by David K. BewleyContributor J. Dutreix, A. Wambersie, David K. BewleyPublished by Taylor & Francis, 1990ISBN 0850667453, 9780850667455371 pages

Problemas con la distribución de los parámetros


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