Browsing by Subject "BSA"

Sort by: Order: Results:

Now showing items 1-2 of 2
  • Postuma, Ian; Gonzalez, Sara; Herrera, Maria S.; Provenzano, Lucas; Ferrarini, Michele; Magni, Chiara; Protti, Nicoletta; Fatemi, Setareh; Vercesi, Valerio; Battistoni, Giuseppe; Anselmi Tamburini, Umberto; Hao Liu, Yuan; Kankaanranta, Leena; Koivunoro, Hanna; Altieri, Saverio; Bortolussi, Silva (2021)
    Simple Summary Clinical potential and safety are presented as novel criteria to evaluate neutron beams designed for boron neutron capture therapy (BNCT). The presently used figures of merit are a set of physical quantities calculated in air, related to the neutron flux, the collimation, and the spectral characteristics. However, the capability of the beam to deliver an effective and safe treatment to patients should be the most important criterion in view of the clinical application. This work presents the design of a neutron beam produced by a proton accelerator coupled to a beryllium target and the use of new figures of merit to choose the best beam among different candidates. These figures of merit use tridimensional dosimetry simulated in phantoms and patients, to calculate the probability of tumor control without affecting healthy tissues, employing proper radiobiological models. Moreover, the dose absorbed by out-of-field healthy organs is used as a criterion to establish the safest beam for clinical treatments. Results show that beams that would be rejected by physical in-air quantities demonstrate a clinical performance comparable to existing neutron beams successfully used for patients, and that the presented criteria allow a clear selection of the most adequate beam among the ones presented. (1) Background:The quality of neutron beams for Boron Neutron Capture Therapy (BNCT) is currently defined by its physical characteristics in air. Recommendations exist to define whether a designed beam is useful for clinical treatment. This work presents a new way to evaluate neutron beams based on their clinical performance and on their safety, employing radiobiological quantities. (2) Methods: The case study is a neutron beam for deep-seated tumors from a 5 MeV proton beam coupled to a beryllium target. Physical Figures of Merit were used to design five beams; however, they did not allow a clear ranking of their quality in terms of therapeutic potential. The latter was then evaluated based on in-phantom dose distributions and on the calculation of the Uncomplicated Tumor Control Probability (UTCP). The safety of the beams was also evaluated calculating the in-patient out-of-beam dosimetry. (3) Results: All the beams ensured a UTCP comparable to the one of a clinical beam in phantom; the safety criterion allowed to choose the best candidate. When this was tested in the treatment planning of a real patient treated in Finland, the UTCP was still comparable to the one of the clinical beam. (4) Conclusions: Even when standard physical recommendations are not met, radiobiological and dosimetric criteria demonstrate to be a valid tool to select an effective and safe beam for patient treatment.
  • Moslova, Karina (Helsingin yliopisto, 2020)
    Ribonukleiinihapot (RNA) toimivat kriittisissä biologisissa tehtävissä geneettisen tiedon välittäjinä solun sisällä. Sen lisäksi niillä on merkittävä rooli perintöaineksen säilymisessä ja siirtymisessä sekä katalyyttisten toimintojen ylläpitämisessä. RNA-modifikaatioiden on katsottu toimivan ylimääräisenä tiedonvälittäjäkerroksena solufysiologian säätelemisessä nukleotidisekvenssien koodauksessa. Tämän Pro gradun kirjallisuusosassa esitellään viimeisten viiden vuoden ajalta (2014-2019) vakiintuneet tekniikat sekä ohjelmistot RNA-modifikaatioiden tutkimuksissa. RNA-modifikaatioiden monimuotoisten biologisten toimintojen selvittäminen perustuu tarkkaan detektointiin, kvantitointiin, ja modifikaatioiden kartoitukseen. Näytteen esikäsittely mm. kemiallinen leimaaminen on tärkeässä roolissa onnistuneen analyysin kannalta. Työssä kerrotaan mm. massaspektrometrisistä (MS) identifioinneista ja rakennetutkimuksista sekä sekvenssointtitekniikoiden hyödyntämisestä. Useiden viime vuosien aikana menetelmien kehittämisessä on edistytty merkittävästi. Erityisesti MS datan käsittelyyn soveltuvia ohjelmistoja on luotu tandemmassaspektrien tulkitsemiseksi. Massaspektrien käsittelyn monipuolistaminen on johtanut uusiin lähestymistapoihin. joista voidaan saada kvalitatiivista ja kvantitatiivista tietoa RNA-modifikaatioista, usein jopa sekvenssispesifisyyden tasolla. Koska RNA-tutkimus on vielä varhaisessa vaiheessa, se vaatii paljon tutkimustyötä. Uusien menetelmien, tekniikoiden ja ohjelmistojen kehittymisen myötä ymmärrys RNA-modifikaatioiden olemassaolosta, tarkoituksesta, toiminnasta ja vaikutuksesta elämään kasvaa. Työn kokeellisen osion aiheena oli derivatisoida lähettiribonukleiinihappo (mRNA) fluorisoivaksi ja kehittää analyyttinen erotusmenetelmä kapillaarielektroforeesilla (CE) laserindusoitua fluoresenssidetektoria (LIF) käyttäen. Fluoreskeiini-5-isotiosyanaatti (FITC) valittiin derivatisointireagenssiksi sen monipuolisen käytettävyyden vuoksi ja helpon saatavuuden takia. Edellisestä huolimatta on yleisesti tiedossa FITC:n nopea hajoaminen, mutta tähän asti ei ole raportoitu, kuinka nopeasti FITC todellisuudessa muuttuu reagointikyvyttömäksi. Menetelmän kehitysvaiheessa käytettiin RNA-tyyppisiä biologisia molekyylejä, kuten BSA ja aminohappoja. Työssä testattiin erilaisia puskureita eri pH-arvoilla ja pitoisuuksilla. Lisäksi optimoitiin injektiopaine ja -aika sekä virta käyttäen CE-laitteistoa varustettuna diodirividetektorilla (CE-UV). Koska työn päätavoitteena oli erotusmenetelmän kehittäminen, derivatisointireaktion toimivuuteen ei heti kiinnitetty tarpeeksi huomiota. Menetelmä optimoitiin leimatuille aminohapoille ja BSA:lle. Lopuksi siirryttiin viimeistelemään menetelmä CE-LIF:llä. Derivatisointituotteiden tunnistus tehtiin ESI-TOF-MS:lla. Siinä yhteydessä huomattiin FITC:n nopea hajoaminen. Monien haasteellisten kokeilujen jälkeen päädyttiin keskittyä FITC:n stabiiliuden selvittämiseen. FITC:ä myydään samalla cas-numerolla kahta eri konformeeria ja tämän lisäksi vielä eri cas-numerolla kahta isomeeria. Näillä kaikilla on hieman erilaiset fysikaaliset ominaisuudet, jotka selvitettiin tässä työssä. Tutkittiin FITC:n eri konformeerien stabiilisuutta erilaisissa liuottimissa ja kahdessa lämpötilassa kymmenen päivän ajan käyttäen ESI-TOF-MS-laitetta sekä positiivisella että negatiivisella polariteetilla. Tutkimuksessa standardoidulla derivatisointiproseduurilla testattiin FITC-kemikaalin avulla LIF-detektorin toimintaa. Kuitenkin mRNA-derivatisointiin vaaditaan kalliit leimauskitit, joita ei tässä vaiheessa ollut mahdollista hankkia. Pysyminen alkuperäisessä suunnitelmassa ja optimoida CE-LIF -metodi fluoresoivalla FITC-reagenssilla lähetti-RNA:n leimaamiseen ei aikataulullisesti onnistunut. Siten projekti painottui tämän kokeellisen työn osalta derivatisoinnin optimointiin ja FITC-kemikaalien kinetiikkaan. Sen vuoksi projektissa tehtiin perusteellinen pohjatyö tuleville tutkimuksille. Kokeellisesti onnistuttiin leimaamaan nukleotidiemäksiä, jotka ovat lähetti-RNA:n perusosia. Selvitettiin FITC:n hajoamisnopeus ja liuottimet, joita FITC-tutkimuksissa on käytetty ja joita tulee käyttää, jotta reaktio onnistuu. Leimaus onnistui p-kinoidille. Saatujen tulosten perusteella on mahdollista laskea FITC:n optimaalinen määrä onnistuneen reaktion kannalta. Lisäksi osoitettiin, että leimausreaktio on herkkä, kun käytetään optimaalista puskuria ja optimipitoisuuksia. Jatkotutkimuksissa myös FITC-liuoksen valmistamiseen pitää kiinnittää paljon huomiota.