Diese Arbeit ist der Aufklärung des Einflusses gewidmet, den die Zeit, die Dosis und
gegebenenfalls der lineare Energietransfer (LET) auf die zelluläre Reaktion auf Photonenoder
Ionen-Bestrahlung haben. Insbesondere wurde das gemeinsame Konzept des Giant
Loop Binary Lesion (GLOBLE) Modells und des Local Effect Models (LEM), welches ZellÜberlebenswahrscheinlichkeiten
mit einer Anhäufung von DNA Doppelstrangbrüchen (DSB) in
Mikrometer-Strukturen der DNA erklärt, hinsichtlich zeitlicher Aspekte untersucht. In vorhergehenden
Studien wurde mit dem LEM und GLOBLE Modell bereits demonstriert, dass die Definition
von zwei Schadenskategorien, die sich durch einzelne oder gehäufte DSB in einem
DNA "giant loop" auszeichnen, und von zwei zugehörigen Reparatur-Zuverlässigkeiten geeignet
ist, um die Dosisabhängigkeit in der zellulären Reaktion auf instantane Photonen- und Ionen-
Bestrahlung mit variablem LET übergreifend zu beschrieben. Zudem wurde mit dem GLOBLE
Modell für Photonen-Bestrahlung gezeigt, dass die Zuordnung von zwei Reparatur-Zeitskalen
zu den zwei Schadenskategorien es ermöglicht, Zeit-Dosis-Effekte in der zellulären Reaktion auf
Photonen-Bestrahlung mit beliebiger konstanter Dosisrate angemessen zu reproduzieren.
In dieser Arbeit werden vier Projekte präsentiert werden, die die mechanistische Konsistenz
und die praktische Anwendbarkeit des LEM und GLOBLE Modells bestärken. Erstens wurde festgestellt,
dass das GLOBLE Modell für die Beschreibung von Zeit-Dosis Effekten anwendbar ist,
die in der zellulären Reaktion auf zwei geteilte Dosen oder im Auftreten von deterministischen
Strahlungseffekten beobachtbar sind. Zweitens wurde in einem Vergleich von zehn Modellen
für DSB Reparatur festgestellt, dass ein bi-exponentieller Ansatz, wie ihn das LEM und GLOBLE
Modell verfolgen, von 61 experimentellen Datensätzen relativ stark unterstützt wird. Drittens
wurde in einem Vergleich von vier kinetischen Photonen-Zellüberlebensmodellen, die an 13
Dosisraten-Experimente angepasst wurden, gezeigt, dass das GLOBLE Modell seine Aufgabe
hinsichtlich Kriterien wie Akkuratheit, Sparsamkeit mit freien Parametern und Zuverlässigkeit
gut erfüllt. Zu guter Letzt wurde wurde das dynamische Konzept von zwei Reparatur-Zeitskalen
für die zwei Schadensklassen auf das LEM übertragen. Die Konsistenz von Vorhersagen dieses
neuen kinetischen Modells für Ionen-Bestrahlungs-Effekte wurde verifiziert und eine Übereinstimmung
mit experimentellen Messungen festgestellt. Zusammenfassend wurde die theoretische
Beweislage, dass Zeit-Dosis-LET-Effekte in der zellulären Reaktion auf Bestrahlung mit
strahlungs-charakteristischen Schadensverteilungen auf Mikrometer-Ebene erklärt werden können,
bekräftigt. | German |