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Estudo da interação de partículas carregadas pesadas com o DNA usando métodos computacionais

Processo: 18/15316-7
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Apoio a Jovens Pesquisadores - Fase 2
Vigência: 01 de maio de 2019 - 30 de abril de 2024
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Física
Pesquisador responsável:Mario Antonio Bernal Rodriguez
Beneficiário:Mario Antonio Bernal Rodriguez
Instituição-sede: Instituto de Física Gleb Wataghin (IFGW). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
Pesq. associados:Alessandra Tomal ; Alexandre Fontes da Fonseca ; Jean Rinkel ; Ricardo Paupitz Barbosa dos Santos
Vinculado ao auxílio:11/51594-2 - Desenvolvimento de um sistema computacional para a simulação da interação da radiação ionizante com o material genético humano, AP.JP
Assunto(s):Simulação de dinâmica molecular  Radiobiologia  Teoria do funcional da densidade  Método de Monte Carlo 

Resumo

A interação de partículas ionizantes com o DNA produz dano nessa molécula. Esse dano está intimamente relacionado tanto com a origem quanto com o tratamento do câncer. Em anos recentes, o uso de feixes de partículas carregadas pesadas, como protons, tem se incrementado significativamente. Diferentemente do fotons e eletrons, que vem sendo usados na radioterapia do câncer há mais de um século, a radiobiologia associada a partículas pesadas ainda não é bem conhecida. Estamos propondo este projeto para estudar o dano inicial induzido por essas partículas no DNA, usando simulações Monte Carlo e dinâmica molecular quântica e clássica. Assim, esperamos compreender melhor o estagio físico-químico do dano ao DNA induzido por protons e partículas ±. Este estudo devera fornecer também informação quantitativa e qualitativa para melhorarmos os modelos biofísicos que temos desenvolvido nos últimos 15 anos, baseados na simulação Monte Carlo da interação radiação-DNA. Esses modelos permitem estimar a efetividade biológica de diferentes qualidades de radiação, desde fotons até partículas carregadas pesadas. Nossos modelos podem ser aplicados na radioterapia do câncer baseada em fotons e ions, na proteção radiológica e na terapia com compostos marcados. (AU)