Ученые ИГУ и Китая установили механизмы противоракового эффекта лучевой терапии

20 марта 2025

Старший научный сотрудник лаборатории квантово-химического моделирования молекулярных систем ИГУ Анна Скитневская приняла участие в международном исследовании воздействия на биологические молекулы облучением ядрами железа и углерода.

Результаты опубликованы в научном журнале Physical review X.

Исследование, занявшее около года, раскрывает механизмы молекулярных процессов, происходящих под воздействием облучения тканей тяжелыми ионами – двухцепочечных разрывов ДНК в опухолевых клетках. Происходит это в результате межмолекулярного каскадного переноса энергии и заряда – универсального процесса, изучение которого необходимо для понимания многих не до конца изученных аспектов в области поведения молекул под действием радиации. 

Облучение тяжелыми ионами уже продолжительное время остается современным эффективным методом лучевой терапии рака. Понимание механизмов процесса необходимо для дальнейшей оптимизации протоколов лечения.

Анна Скитневская занимается теоретическим моделированием молекулярных процессов по этому направлению. Базой для экспериментов выступает Институт современной физики Академии наук Китая в Ланьчжоу, где расположен ускоритель ядер железа.

- Этот прибор предназначен для поиска новых элементов, но используется и для терапии рака. Это единственная установка в Китае. Процессы переноса энергии и заряда, изучением которых мы занимаемся, раньше были изучены при облучении молекулярных комплексов фотонами (лазером), пучком электронов. А реальных экспериментальных результатов с облучением более тяжелыми частицами до этого не было, либо были результаты, полученные только на очень маленьких комплексах. 

А здесь исследования сделаны для относительно крупной системы – это гидратированная молекула пиримидина с несколькими молекулами воды в ближайшем окружении. Нами было экспериментально доказано, что изменения под воздействием облучения тяжелыми ядрами (железо и углерод) аналогичны изменениям под воздействием фотонов и электронов. В ходе нашей работы было обнаружено, что в зависимости от количества молекул-соседей – молекул воды в данном случае – эффективность изучаемых процессов существенно меняется.

Этой тематикой лаборатория квантовой химии ИГУ занимается с 2017 года. Экспериментальные данные без теоретического подтверждения в этой сфере очень сложно интерпретировать, поэтому необходимо плотное сотрудничество теории и эксперимента. Экспериментов такого рода на сегодня в России не проводится.

Лаборатория квантовой химии ИГУ сотрудничает не только с группой Ланьчжоу (КНР). Осуществляются совместные программы с группой физиков Университета Сианя (КНР) под руководством профессора Рена и с немецкими практиками и теоретиками.

- Сегодня Китай очень много внимания уделяет развитию науки, вкладывает большие средства. И я вижу, что приборы, которые мои коллеги из Китая собирают в своих университетах, по показателям, по качеству, по разрешающим способностям, другим характеристикам превосходят приборы, которые используют более именитые немецкие экспериментаторы, у которых большинство нынешних китайских профессоров в свое время училось. Надо сказать, научные группы, с которыми приходилось взаимодействовать, показывают высокую заинтересованность в сотрудничестве с русскими учеными. 

Возрастное ограничение: 16+

В наших соцсетях всё самое интересное!