Физики объяснили причины высокой эффективности терапии рака тяжелыми ионами
Новое исследование раскрыло ключевой механизм влияния этого вида терапии — межатомный кулоновский распад (ICD) в водной среде, инициированный облучением тяжелыми ионами. Оказалось, что перенос протонов между молекулами воды генерирует в живой ткани гидроксильные радикалы и гидратированные протоны, разрушающие ДНК. Над выводами работали ученые из Китая, России и Германии.
Терапия рака тяжелыми ионами показывает себя более эффективным методом лечения, чем рентген и протонная терапия. Однако механизмы, обеспечивающие это, до сих пор оставались неясными.
Международная команда исследователей внимательно изучила воздействие тяжелых ионов на уровне молекул. Для работы выбрали пиримидин, органическую молекулу — предшественника азотистых оснований ДНК и РНК. Модельные процессы деградации ДНК после облучения тяжелыми ионами изучали в тканевой среде. Ученые объединили молекулы пиримидина в кластеры с водой с помощью сверхзвуковой газовой струи.
Исследователи выбрали для работы пучки ионов углерода и железа, ими облучали кластеры пиримидина. Выяснилось, что в живых тканях, облученных пучком тяжелых ионов, внутренне-валентные ионизированные молекулы воды могут передавать энергию возбуждения молекулам ДНК через процесс межатомного кулоновского распада (Interatomic Coulombic decay, ICD). Исследование опубликовано в журнале Physical Review X.
«Выделенный нами процесс не только приводит к ионизации молекулы пиримидина с испусканием низкоэнергетического электрона, но и инициирует перенос протонов между молекулами воды, что приводит к образованию вредных для биологических молекул вторичных частиц — гидроксильных радикалов и гидратированных протонов», — объяснил профессор Шэньюэ Сюй (Shenyue Xu), один из авторов исследования.
Это открытие ставит под сомнение предположение о том, что внутренне-валентные ионизированные катионы воды распадаются через самофрагментацию, а их фрагменты косвенно воздействуют на ДНК. Вместо этого обнаруженный механизм показал, что эти катионы могут напрямую взаимодействовать с ДНК через ICD, одновременно высвобождая вредные вторичные частицы вблизи ДНК. А уже они воздействуют на ДНК, значительно повышая риск разрывов в двойной цепи кислоты.
Кроме того, по сравнению с другими видами радиации облучение тяжелыми ионами растит долю внутренне-валентной ионизации в молекулах воды, что существенно усиливает его биологическую эффективность по отношению к клеткам.
Telegram 
Дзен 
VK Иногда лучшая помощь природе — просто оставить ее в покое и не мешать. Британские экологи доказали, что заброшенная фермерская пашня способна без миллионных затрат и покупных семян превратиться в роскошный цветущий луг. Для этого потребовалось лишь 11 лет времени и обычный ежегодный покос травы.
Некоторые опасные для здоровья химические вещества продолжают обнаруживать в окружающей среде спустя десятилетия после того, как их использование решили ограничивать. Масштабный обзор европейских данных показал, где именно сохраняются эти загрязнители и насколько массовым было их распространение.
Биологи открыли новый вид рептилий и присвоили ему научное имя Acanthosaura syrax — в честь желтой драконицы Сиракс, на которой в сериале «Дом Дракона» летала королева Рейнира Таргариен. Авторы исследования признались, что такое название не просто дань популярному фэнтези: крошечное существо действительно поразительно напоминает экранную тезку.
Биологи провели молекулярный анализ тканей человеческого мозга и выяснили, что при тяжелой депрессии останавливается процесс образования новых нейронов. Открытие показало, что природа заболевания кроется не только в химическом дисбалансе нейромедиаторов, но и в физическом нарушении клеточного обновления гиппокампа.
Приблизительно 130 миллионов лет назад, когда по земле бродили динозавры, какое-то млекопитающее пробежало по влажной песчаной дюне на территории современной южной части Бразилии. Размер оставленных этим древним существом следов поразил палеонтологов.
Проблемы с дыханием во время сна могут отражаться не только на самочувствии днем, но и на интимной жизни мужчин. Новый метаанализ показал, что по мере усугубления таких нарушений во сне показатели эректильной функции снижаются.
Долгое время считалось, что до прихода европейцев тропические леса Амазонии были заселены сравнительно плохо. Однако выяснилось, что плотная растительность скрывает большинство следов древних обществ. С помощью воздушного лазерного сканирования ученые обнаружили сотни неизвестных земляных сооружений и предположили, что около двух тысяч лет назад население юго-западной части Амазонии могло достигать трех миллионов человек.
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии