Temat: Opracowanie metody PCC opartej na chemicznej indukcji fuzji
(Development of PCC method based on chemical induction of fusion)

Promotor: dr Justyna Miszczyk, tel.: 662 84-09
e-mail: Justyna.Miszczyk@ifj.edu.pl


Opis:

Wśród biomarkerów skutków biologicznych (w tym służących do oceny podatności osobniczej) zaakceptowanych i uznanych przez IAEA (ang. International Atomic Energy Agency - Międzynarodowa Agencja Energii Atomowej) za podstawę dozymetrii biologicznej (oceny dawki pochłoniętej) przyjęte są: analiza częstości chromosomów dicentrycznych z zastosowaniem metod cytogenetyki klasycznej (CA), analiza częstości translokacji z wykorzystaniem techniki FISH, analiza częstości mikrojąder w komórkach dwujądrzastych (MN), a także najrzadziej stosowana analiza PCC (ang. Premature Chromosome Condensation - przedwczesna kondensacja chromatyny w wersji z użyciem komórek CHO (Chinese Hamster Ovary) oraz chemicznie indukowanej fuzji.

Celem niniejszej pracy magisterskiej będzie przeprowadzenie rzetelnego przeglądu dostępnych procedur wykonania procedury PCC w wersji chemicznej, mogącej być najszybszym testem w szeroko rozumianych badaniach diagnostycznych, a także do oceny narażenia na promieniowanie jonizujące. Na tej podstawie magistrant zaprezentuje dane literaturowe w pracy magisterskiej, które będą walidowane przez inne osoby uczestniczące w projekcie, tak aby w konsekwencji przedstawić opracowaną i zoptymalizowaną procedurę PCC opartej na chemicznie indukowanej fuzji dla różnych scenariuszy zastosowań, w tym szczególnie dla potrzeb stosowania na stanowisku radioterapii protonowej Centrum Cyklotronowego Bronowice. Procedury te będą służyły w pierwszej kolejności do wykonania krzywych dawka-skutek dla promieniowania o różnym LET (X oraz protony) w zakresie dawek 0,0-4,0 Gy dla różnych dawców.

W proponowanych badaniach materiał biologiczny będą stanowiły limfocyty krwi obwodowej człowieka, ponieważ są najczęściej stosowanym materiałem komórkowym służącym do oznaczania biomarkerów. Planuje się prowadzić z wykorzystaniem najnowszej saparatury zakupionej w ramach grantu w nowo wyremontowanym laboratorium cytogenetyczno-molekularnym wchodzącym w skład Zakładu Fizyki Doświadczalnej Układów Złożonych IFJ PAN. Jako źródło promieniowania planuje się wykorzystać lampę aparatu rentgenowskiego MCN 323 firmy Philips, stanowiącą wyposażenie Zakładu, a naświetlanie protonami w ramach współpracy z Centrum Cyklotronowe Bronowice (CCB - IFJ PAN) stanowiące dział IFJ PAN, dysponujące cyklotronem AIC-144 oraz Proteus C-235 firmy Ion Beam Applications, Belgia, przyspieszającym protony do energii maksymalnej 230 MeV.

W trakcie odbywanych praktyk jak i podczas pracowni magisterskiej magistrant będzie miał możliwość:

  • zapoznania z technikami prowadzenia analiz częstości aberracji stabilnych – translokacji metodą FISH, aberracji niestabilnych – dicentryków (CA) i częstości mikrojąder (MN),
  • uczestniczenia w eksperymentach z pracownikami Zakładu i zespołu projektowego,
  • zapoznania się z obsługą i nabycia doświadczenia w stosowaniu zakupionej aparatury oraz programów informatycznych dedykowanych akwizycji danych z tych urządzeń, a także z systemem do automatycznego wyszukiwania obrazów oraz programami do analizy obrazów,
  • poznania zasad korzystania z baz danych publikacji i rezultatów,
  • dyskusji i analizy uzyskanych rezultatów oraz ich prezentacji podczas spotkań członków zespołu projektowego, seminariów i spotkań z gośćmi z ośrodków naukowych z którymi współpracuje Zakład

Uzyskane rezultaty będą służyć wyznaczeniu nowych krzywych zależności skutku biologicznego od dawki uzyskanych dla wiązki protonowej i promieniowania referencyjnego (X) metodą chemicznej indukcji fuzji - PCC, co będzie stanowić istotny wkład w ocenę skuteczności biologicznej nowej wiązki terapeutycznej na różnych poziomach naprawy DNA prowadzących do specyficznych aberracji.

Oczekuje się, że zastosowanie wszystkich dostępnych metod zaakceptowanych przez IAEA, pozwoli ocenić i scharakteryzować skuteczność radiobiologiczną wiązki protonowej. Ponadto, badania te pozwolą sprawdzić częstość i rodzaje aberracji charakterystycznych dla tego rodzaju promieniowania.

Badania z zastosowaniem proponowanej metody badawczej i wiązki protonów, jak do tej pory są jedynymi tego typu badaniami, dlatego można uznać je za nowatorskie i kompleksowe, mając na uwadze przyszłościowe zastosowanie uzyskanych rezultatów na potrzeby planowanej radioterapii w IFJ PAN na Cyklotronie Proteus C-235.

Uwagi:

Przygotowanie pracy magisterskiej planuje się finansować ze środków Narodowego Centrum Nauki przyznanych na podstawie decyzji numer DEC-2013/09/D/NZ7/00324, w konkursie SONATA, w ramach projektu: „Opracowanie i optymalizacja metody PCC dla potrzeb stosowania na stanowisku radioterapii protonowej Centrum Cyklotronowego Bronowice” – zadanie 1, 2 oraz 8.