Prise en compte de la structure moléculaire pour la modélisation des dommages biologiques radio-induits

Molecular structure integration in mathematical model to evaluate biological radio-induced damage

• Auteur / Autrice : Aude Peudon
• Direction : Michel Terrissol
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Radiophysique et imagerie médicales
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Plasmides

Auger, Effet

Histones

ADN -- Altération

Structure moléculaire

Effets physiologiques

Rayonnements ionisants -- Effets physiologiques

Mots clés libres

Adn

Histones

Molécules

Photons

Modélisation Monte-Carlo

Sections efficaces

Réorganisation

Cascade Auger

Csb

Cdb

Dna

Histon proteins

Molecules

Photons

Cross section

Reorganisation

Ssb

Dsb

Monte-Carlo model

Résumé

Pour améliorer la modélisation des effets des rayonnements sur le milieu biologique, l'objectif de ce travail fût la prise en compte de la structure moléculaire. Pour cela des sections efficaces moléculaires photoniques et électroniques ont été calculées à partir des données moléculaires ab-initio (énergies de liaison des orbitales, population…). Un modèle dynamique de réorganisation moléculaire a également été développé pour évaluer l'impact des électrons Auger et des photons de fluorescence émis suite à une ionisation interne. L'influence de ces changements, sur le nombre et la répartition des dommages radio-induits, a été étudiée sur le nucléosome, élément unitaire de l'ADN. Des modifications ont ensuite été réalisées pour permettre la modélisation d'expériences in vitro. Une simulation a permis d'évaluer le nombre de cytosines mutagènes sur le plasmide P53, et une autre, la quantité de dommages provoquée par les isotopes 125 et 123 de l'iode sur le plasmide pBR322. Le bon accord entre les résultats confirme la complémentarité nécessaire du modèle et de l'expérience.

To improve modelling of biological radio-induced damage, the aim of this work was to take into account molecular structure. Based on ab-initio molecular data (molecular binding energy, population analysis…), photonic and electronic cross sections have been calculated. An interactive model of molecular reorganization has been also developed to evaluate efficiency of Auger electrons and fluorescent photons after inner shell ionization. The improvement impact on number and distribution of SSB and DSB has been studied with one core particle. Then, modifications have been performed to model in-vitro experiments. One simulation allows mutagenic cytosines number evaluation on P53 plasmid. And another one deals with I-125 and I-123 impact on pBR322 plasmid. The good agreement in the results confirms the necessary complement of model and experiment.