Inovatīva tehnoloģija palīdzēs pētīt starojuma ietekmi uz cilvēka šūnu DNS

Problēma
Staru terapija ir viena no metodēm, ko izmanto onkoloģisko saslimšanu ārstniecībā – jonizējošais starojums, ko sarunvalodā bieži dēvē par radiāciju, tiek raidīts cauri cilvēka ķermeņa audiem, lai iznīcinātu organismam nelabvēlīgās šūnas. Jonizējošajam starojumam ir tik daudz enerģijas, ka tas molekulās var sagraut ķīmiskās saites vai atraut elektronus no atomiem. Tādējādi tas bojā nelabvēlīgo šūnu ģenētisko materiālu – DNS molekulas, un šīs šūnas vairs nespēj augt un dalīties. Diemžēl DNS molekulas sīkā izmēra dēļ šobrīd trūkst iespēju izmērīt, cik lielu starojuma dozu šūnas saņem un kā tieši starojums uz tām iedarbojas.

Risinājums 
RTU Mašīnzinību, transporta un aeronautikas fakultātes Biomedicīnas inženierzinātņu un nanotehnoloģiju institūta zinātnieki ir izstrādājuši tehnoloģiju, kas radiobiologiem palīdzēs pētīt radiācijas ietekmi uz cilvēka šūnu DNS molekulām. 
Šobrīd nav tik maza detektora, ar kuru mēs varētu izmērīt starojuma ietekmi uz šūnu. RTU Biomedicīnas inženierzinātņu un nanotehnoloģiju institūta vadošā pētniece Marina Romanova piedāvā dozimetra jutīgo elementu izgatavot no nanodaļiņām, kas kalpo par nanoizmēra bioloģisko objektu modeļiem.

Pēc izgatavošanas nanodozimetrus pārbauda, apstarojot tos ar dažādām jonizējošā starojuma dozām, un šajā procesā izmanto medicīniskus lineārus paātrinātājus – aparātus, kuri kalpo vēža ārstēšanā. Apstarošanas laikā atkarībā no starojuma dozas lieluma nanodaļiņās veidojas radiācijas defekti. Pēc apstarošanas zinātnieki novērtē nanodaļiņās izveidoto defektu skaitu, izmērot eksoelektronu emisiju no nanodaļiņām. Veicot eksoelektronu emisijas mērījumus, plāno kārtiņu ar nanodaļiņām silda vakuumā, un sildīšanas laikā no nanodaļiņu virsmas izlido elektroni, kurus saskaita. Izlidojušo elektronu skaits būs atkarīgs no nanodaļiņās esošo radiācijas defektu skaita un līdz ar to – no jonizējošā starojuma dozas, kuru absorbēja nanodaļiņas.

Pētījums tapis sadarbībā ar zinātniekiem no RTU Neorganiskās ķīmijas institūta Elektroķīmijas laboratorijas un Čehijas Zinātņu akadēmijas Fizikas institūta.

Ilgtspējas ietekme
Onkoloģisko pacientu skaits pasaulē arvien pieaug, tiek lēsts, ka ap 2030. gadu to skaits pasaulē varētu būt pārsniedzis 20 miljonus. Vienlaikus arvien attīstās diagnostikas un ārstēšanas metodes un tehnoloģijas. RTU zinātnieku radītā inovācija ļaus saprast, kā starojums ietekmē šūnas mazās daļiņas, un nākotnē šīs zināšanas izmantot vēl precīzākā cilvēkam nelabvēlīgo šūnu apstarošanā un iznīcināšanā.