Storyboard

>Modelo

ID:(735, 0)

Imagen

>Top

La cadena ADN consiste en una doble helix con las bases de la información genética formando los puentes entre ellas:


Estructura de la cadena ADN

El daño se puede lograr cortando el soporte de las helix o las bases mismas de la cadena. Para ambos casos la celula puede eventualmente efectuar reparaciones. Dicha capacidad depende de la etapa de multiplicación en que se encuentra.

ID:(7377, 0)

Descripción

>Top

Las células presentan distintas sensibilidad a la radiación dependiendo en que fase de su ciclo reproductivo se encuentran. Por ello la estrategia de daño por radiación ionizante debe considerar el proceso reproductivo de la célula.

ID:(1493, 0)

Descripción

>Top

La probabilidad de sobrevivir la radiación de las células depende de la fase en que se encuentra. Se distinguen cuatro fases

* G1: Crecimiento

* S: Replicación del ADN

* G2: Preparación para la División

* M: División (Mitosis)

ID:(242, 0)

Ecuación

>Top, >Modelo

En las fases G y M la fracción de sobrevivientes será del orden de

ID:(4025, 0)

Imagen

>Top

La mortalidad de la celula depende de la etapa del ciclo reproductivo en que fue irradiada. Esto porque depende de dicha fase la posibilidad que tiene la celula de usar algunos de sus mecanismos de reparación.

Probabilidad de sobrevivencia según etapa del ciclo reproductivo

ID:(7379, 0)

Descripción

>Top

El hecho que la probabilidad sobre vivencia depende de la etapa en que se encuentra la célula permite definir una estrategia para darle una oportunidad a las células sanas de recuperar se. Uno puede comprar la estrategia con el disparar a patos mecánicos en ferias. La primera vez que irradiamos encontraremos células en los distintos estados del ciclo. Tras la radiación habrán sobrevivido ante todas las células que se encontraban en el procesos de replicación. Esto equivale a haberle dado a aquellos patos que estaban en la fases $G$ y $M$ mantenido predominantemente aquellos en la fase $S$ con vida.

ID:(838, 0)

Descripción

>Top

Como los patos mecánicos, las células vuelven después de un tiempo igual al periodo T al mismo estado. Si en ese momento se vuelve a irradiar las pocas células que se encuentran nuevamente en los estados en que es altamente probable que mueran serán aun mas diseminadas.

ID:(840, 0)

Descripción

>Top

Como los patos mecánicos, las células vuelven después de un tiempo igual al periodo T al mismo estado. Si en ese momento se vuelve a irradiar las células que anteriormente se salvaron estarán nuevamente en la fase del ciclo en que son mas resistentes y tendrán nuevamente una mayor probabilidad de sobrevivir.

Las células que no se encuentran en su etapa más resistente y que sobre vieron a la irradiación anterior tendrán menores probabilidades de sobrevivir.

De esta forma se van sincronizando la células de modo de contar con células sanas que son mas resistentes en la medida que son irradiadas siempre con la misma periodicidad.

ID:(839, 0)

Imagen

>Top

Dado que la mortandad de celulas es distinta según la etapa del ciclo en que nos encontramos se busca aprovechar esto sincronizando el tratamiento con la celulas sanas y desincronizando lo con las cancerigenas.

Esto se puede entender usando la analogía del tiro al blanco con señuelos que se mueven en forma continua:

Analogía con señuelos

ID:(7380, 0)

Imagen

>Top

Al disparar por primera vez se tienden a dañar células que se encuentran en su etapa mas vulnerable dejando un grupo que en esa face es mas resistente:

Daño en el primer tratamiento

ID:(7381, 0)

Imagen

>Top

El próximo tratamiento se realiza justo despues de que ha pasado un ciclo completo. En ese minuto las que sobrevivieron por estar en la etapa menos sensible se encuentran nuevamente en la misma etapa y tienen por ello una mayor probabilida de sobrevivir. Como en la etapa más sensible existen menos celulas, son tambien estas menos afectadas.

Irradiación en la misma etapa del ciclo

La ventaja es que las celulas cancerígenas tienen otro ciclo por lo que no se estan irradiando aquel grupo esta en su face mas resistente.

ID:(7382, 0)

Ecuación

>Top, >Modelo

Sin embargo las células que se encuentran en la fase S nuevamente el daño sera menor. De esta forma se sincronizan las células y el tejido se hace menos sensible a la radiación.

Por otro lado las células cancerígenas tienen otro periodo de reproducción por lo cual no se fortalecen con la sincronizan lo que facilita su destrucción cada vez que se irradia al paciente.

Si la probabilidad de sobreviviencia de las células cancerígenas es p_C después de n radiaciones, en que las veces que se logran multiplicar es m_c, la probabilidad de sobrevivencia sera

En este caso se asumió que el periodo de reproducción de las células cancerígenas es distinto a la de las sanas con lo no ocurre el fenómeno de sincronización y con ello se puede modelar con una sola probabilidad de sobrevivencia $p_c$.

La estrategia de sincronización es importante dado que las células cancerígenas son en general mas resistentes a la radiación que las

sanas.

ID:(3226, 0)

Ecuación

>Top, >Modelo

Con ello el número de células sera en la generación n es la suma de ambas fracciones

f_{Tn}=f_{Sn}+f_{Rn}

se tiene que en numero total sera

ID:(4026, 0)

Ecuación

>Top, >Modelo

Si se modela el sistema con una probabilidad p_S de la sobrevivencia de células en el estado S y p_R la probabilidad en los estados G y M. Con ello después de n tratamientos, en que se asume que las sobrevivientes logran multiplicarse m_s veces, la fracción en S que habrá sobrevivido sera del orden de

ID:(4024, 0)

Descripción

>Top

Si se mide la fracción de células que sobreviven en función del punto en que se encontraban durante la radiación, encontramos que la mayor probabilidad de sobrevivir es durante la fase S. Se puede asumir que es la consecuencia que en el proceso de replicación la célula opera sistemas de revisión y reparación. Estos pueden reparar los danos generados por la radiación.

ID:(243, 0)