Document

Practical proof of the validity of the target theory by simulating cellular targets.

Author
Other titles
برهان عملي على صلاحية نظرية الهدف باستخدام أهداف خلوية مقلدة
Publisher
College of Medicine, Sultan Qaboos University.
Gregorian
2000-01
Language
English
English abstract
Objective – To practically prove the validity of the target theory as a mathematical model to describe and understand themechanisms involved in cell killing by ionising radiation. Method – Experimental validation of the target theory was attempted using Bacillus megaterium spores. Sets of 100 vials containing averages of 1, 2, 5, 50 and 500 spores per vial was exposed to varying gamma radiation doses in presence (oxic) and absence (anoxic) of oxygen (O2). The percentage of the vials that exhibited bacterial growth after 6 days of incubation was taken as containing one spore or more, which survived a given dose. For the purpose of simulation each vial was consideredto represent one living cell, as a unit, containing a given number of targets (spores) each of which needed a single hit to be inactivated. The need for single hit was assumed depending on the shape of the dose ln-survival curve of B. megaterium spores, which has a nonzero slope at zero dose. Result – The dose ln-survival curves derived from these radiation experiments are characterized by a shoulder followed by an exponential part. The size of the shoulder increases with increasing number of spores per vial. However, the slope of the exponential parts stays the same. Conclusion – Despite some assumptions imposed to easily manipulate the simulation process, the data obtained from the present study correlate well with those calculated using the multitarget single hit (MTSH) equation: P = 1 – (1 – e–KD)N where P is the surviving fraction, K is the radiation inactivation constant, D is the radiation dose and N is the number of target. This proves the validity of the target theory model as a tool to provide a better understanding of the observed notorious effects of radiation.
Sponsorship
SQU
Series
Medical Sciences;2
Member of
Arabic abstract
الهدف - لإثبات صحة نظرية الهدف عمليًا كنموذج رياضي لوصف وفهم الآليات المتضمنة في قتل الخلايا بالإشعاع المؤين. الطريقة - تمت محاولة التحقق التجريبي من النظرية المستهدفة باستخدام جراثيم العصيات العملاقة. مجموعات من 100 قارورة تحتوي على متوسطات 1 و 2 و 5 و 50 و 500 جراثيم لكل قنينة تعرضت لجرعات متفاوتة من أشعة جاما في وجود (أكسجين) وغياب (نقص الأكسجين) من الأكسجين (O2). تم أخذ النسبة المئوية للقوارير التي أظهرت نموًا جرثوميًا بعد 6 أيام من الحضانة على أنها تحتوي على بوغ واحد أو أكثر ، والذي نجا من جرعة معينة. لغرض المحاكاة ، تم اعتبار كل قنينة تمثل خلية حية واحدة ، كوحدة ، تحتوي على عدد معين من الأهداف (الأبواغ) التي يحتاج كل منها إلى إصابة واحدة ليتم تعطيلها. تم افتراض الحاجة لضربة واحدة اعتمادًا على شكل منحنى الجرعة والبقاء على قيد الحياة لأبواغ B. النتيجة - تتميز منحنيات البقاء على قيد الحياة للجرعة المستمدة من تجارب الإشعاع هذه بكتف متبوعًا بجزء أسي. يزداد حجم الكتف مع زيادة عدد الجراثيم لكل قنينة. ومع ذلك ، يظل ميل الأجزاء الأسية كما هو. الخلاصة - على الرغم من بعض الافتراضات المفروضة للتعامل بسهولة مع عملية المحاكاة ، فإن البيانات التي تم الحصول عليها من الدراسة الحالية ترتبط بشكل جيد مع تلك المحسوبة باستخدام معادلة ضرب واحد متعدد الأغراض (MTSH): P = 1 - (1 - e KD) N حيث P هي الجزء الباقي ، K هو ثابت تعطيل الإشعاع ، D هو جرعة الإشعاع و N هو عدد الهدف. هذا يثبت صحة نموذج نظرية الهدف كأداة لتوفير فهم أفضل للتأثيرات السيئة السمعة الملاحظة للإشعاع.
Category
Journal articles