Modélisation de l'effet primaire des rayonnements sur l'ADN dans son environnement

Modeling of radiation primary effect in dna in its environment

• Auteur / Autrice : Mathilde Demonchy
• Direction : Michel Terrissol
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique radiologique. Simulation
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

ADN

Auger, Effet

Monte-Carlo, Méthode de

Iode -- Isotopes

Rayonnements ionisants -- Effets physiologiques

Résumé

L'etude consiste a ameliorer un modele de simulation de l'action des rayonnements ionisants sur l'adn qui permet de distinguer les 2 modes d'action du rayonnement : l'effet direct de nature stochastique et l'effet indirect plus specifique. Dans le milieu cellulaire, l'adn est etroitement associe a des complexes proteiques et a des molecules d'eau. Les phenomenes decoulant d'une ionisation primaire sur une molecule d'eau de l'enveloppe d'hydratation ne peuvent pas etre consideres comme des effets indirects car les especes transitoires formees ne diffusent pas librement avant d'attaquer leur substrat. Notre premier travail fut la construction d'une enveloppe d'hydratation autour des sequences d'acides nucleiques, par deux methodes complementaires : (1) les resultats d'une analyse quantitative des interactions du solvant avec les nucleotides obtenus a partir de donnees de cristallographie et (2) la modelisation moleculaire. La deuxieme etape est l'elaboration d'un code monte-carlo de simulation du trajet de l'electron dans un milieu heterogene. La methode d'echantillonnage des libres parcours s'applique a la traversee de differentes molecules (adn, anveloppe d'hydratation, eau environnante, histones. . . ). Les specificites atomiques de chaque constituant de la cible influencent ainsi directement les etapes physique et chimique. Les deux modeles hydrates sont soumis a differents rayonnements : (1) a l'iode 125 et aux photo-electrons du carbone, deux emetteurs ponctuels d'electrons auger incorpores a l'adn et (2) a un rayonnement externe de photons de basse energie. Ces electrons de faible energie mis en mouvement presentent des parcours proches des dimensions de l adn, ce qui explique leur forte toxicite. Les traces de ces electrons sont generees a l'interieur et autour des deux modeles induisant des dommages sur l'adn. En fonction de l'energie des photons primaires, les aspects specifique et qualitatif de l'interaction avec l'adn sont mis en evidence. Le developpement du modele de simulation implique l'utilisation des caracteristiques physiques a l'origine de ces phenomenes et permet ainsi une meilleure comprehension de leurs effets sur l'adn. La comparaison des resultats obtenus a des etudes experimentales, aussi bien pour l'irradiation interne a l'aide de sources ponctuelles que pour l'irradiation par un faisceau de photons, montre la coherence du modele de simulation et sa capacite a caracteriser les schemas des depots d'energie et de dommages radio-induits.