Modelo matemático para predecir el resultado terapéutico de hipertermia y radiaciones ionizantes aplicadas con nanopartículas de oro en colonias celulares (supervivencia celular - in vitro) y tumores (control tumoral - in vivo)
Date
2023-03-17Authors
Muñoz Ordoñez, Anni gysselDirectors
De Mendoza Velasquez, Adriana MaríaPublisher
Pontificia Universidad Javeriana
Faculty
Facultad de Ciencias
Program
Maestría en Física Médica
Obtained title
Magíster en Física Médica
Type
Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestría
COAR
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Citación
Metadata
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English Title
Mathematical model to predict the therapeutic outcome of hyperthermia and ionizing radiation applied with nanoparticles of gold in cell colonies (cell survival - in vitro) and tumors (tumor control - in vivo)Resumen
La radioterapia puede destruir células tumorales eficientemente, sin embargo, las dosis necesarias empleadas pueden infligir daños colaterales graves a los tejidos sanos circundantes. Recientes estudios han demostrado el beneficioso efecto de las nanopartículas de oro (AuNPs) en el tratamiento de la hipertermia (HT) y/o radioterapia (RT) como una opción para mejorar los resultados terapéuticos individual o simultáneamente, reduciendo así las dosis de radiación necesarias. Describir matemáticamente el efecto sinérgico de la termorradioterapia simultánea con AuNPs, es esencial no sólo para mejorar la comprensión de los mecanismos subyacentes, si no durante la planificación de los tratamientos. El propósito del presente trabajo es contribuir a tal fin. Para eso, se desarrolló una función de reparación enzimática, la cual se introdujo en la tasa de acumulación de daño subletal del modelo de Jung. De esta manera, la tasa de daño adquiere dependencia temporal debido a la activación de los mecanismos de reparación celular. Esto nos permite describir situaciones en las cuales la reparación pueda afectar los resultados terapéuticos, tales como el transcurso de tiempo entre aplicaciones sucesivas, o el desarrollo de tolerancia a la terapia. Se tomaron datos reportados en la literatura, para validar las ecuaciones planteadas y se reprodujeron (o predijeron) curvas supervivencia celular (o de control tumoral), en tejido neoplásico sometido a HT de precisión y/o Radioterapia aplicada con nanopartículas de oro.
Abstract
Radiotherapy can kill tumor cells efficiently, however, the necessary doses used can inflict severe collateral damage to surrounding healthy tissues. Recent studies have shown the beneficial effect of gold nanoparticles (AuNPs) in the treatment of hyperthermia (HT) and/or radiotherapy (RT) as an option to improve therapeutic results individually or simultaneously, thus reducing the necessary radiation doses. . Mathematically describing the synergistic effect of simultaneous thermoradiotherapy with AuNPs is essential not only to improve understanding of the underlying mechanisms, but also during treatment planning. The purpose of this paper is to contribute to that end. For that, an enzymatic repair function was developed, which was introduced into the sublethal damage accumulation rate of Jung's model. In this way, the rate of damage acquires temporal dependence due to the activation of cellular repair mechanisms. This allows us to describe situations in which repair may affect therapeutic results, such as the length of time between successive applications, or the development of tolerance to therapy. Data reported in the literature were taken to validate the proposed equations, and cell survival curves (or tumor control) were reproduced (or predicted) in neoplastic tissue subjected to precision HT and/or radiotherapy applied with gold nanoparticles.
Themes
Maestría en física médica - Tesis y disertaciones académicasRadioterapia
Nanotecnología
Hipertermia
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