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Las radiaciones ionizantes y sus aplicaciones en Ciencias Médicas y Biomédicas: desde la dosimetría clínica al estudio del daño biológico por radiación

Traza de ion de agua metodo montecarlo

Integrantes: M.E. Galassi (Investigadora Responsable), B.D. Riquelme, M. D’Arrigo, M. Mancilla-Canales, V. Tessaro, E. Boggio, M. Toderi.

Las radiaciones ionizantes son utilizadas en Radioterapia (haces de fotones y electrones) y en Hadronterapia (haces de neutrones e iones) para el tratamiento de diversas enfermedades oncológicas, del sistema nervioso central y degenerativas. Sin embargo, los haces de radiación ionizante tienen también otras aplicaciones en medicina menos conocidas, por ejemplo, las unidades de sangre a ser transfundidas a pacientes pediátricos e inmuno-deprimidos deben ser tratadas con altas dosis de rayos X y gamma a fin de evitar la enfermedad de injerto contra el huésped (tasa de mortalidad mayor al 90%). Para comprender el modo en el cuál estas partículas depositan su energía en el medio y provocan daño biológico, se desarrollan los temas de investigación que se detallan a continuación: Cálculo de secciones eficaces diferenciales y totales de los procesos físicos que ocurren como resultado de la interacción de la radiación con la materia. Desarrollo de Códigos Monte Carlo para el estudio de la pérdida de energía de iones en blancos gaseosos (atómicos y moleculares) y líquidos. Cálculo de parámetros de fundamental importancia en dosimetría de referencia en Hadronterapia. Estudio del daño por radiación en materia biológica. Daño directo en ADN y estructuras biológicas e indirectos a través de la radiólisis del agua. Microdosimetría y dosimetría de radiaciones ionizantes para aplicaciones en Radioterapia, Hadronterapia y BNCT. Efectos inducidos por nanopartículas y filamentos utilizados como potenciadores de la radioterapia y la hadronterapia. Estudio de los efectos de haces de rayos gamma, X, haces de electrones e iones sobre la sangre entera y sus componentes. Alteraciones mecánicas y de agregación de eritrocitos humanos. Estudio de los protocolos de conservación de sangre irradiada en bancos de sangre y centros de hemoterapia.

  • Cálculo de secciones eficaces diferenciales y totales de los procesos físicos que ocurren como resultado de la interacción de la radiación con la materia.
  • Desarrollo de Códigos Monte Carlo para el estudio de la pérdida de energía de iones en blancos gaseosos (atómicos y moleculares) y líquidos. Cálculo de parámetros de fundamental importancia en dosimetría de referencia en Hadronterapia.
  • Estudio del daño por radiación en materia biológica. Daño directo en ADN y estructuras biológicas e indirectos a través de la radiólisis del agua.
  • Microdosimetría y dosimetría de radiaciones ionizantes para aplicaciones en Radioterapia, Hadronterapia y BNCT. 
  • Efectos inducidos por nanopartículas y filamentos utilizados como potenciadores de la radioterapia y la hadronterapia.
  • Estudio de los efectos de haces de rayos gamma, X, haces de electrones e iones sobre la sangre entera y sus componentes. Alteraciones mecánicas y de agregación de eritrocitos humanos. Estudio de los protocolos de conservación de sangre irradiada en bancos de sangre y centros de hemoterapia.

Proyectos de Investigación y de Cooperación Internacional (últimos 5 años)

  • 2016-2018: Subsidio para colaboración científica- LabEx PRIMES Lyon (Laboratoire d’Excelence en Physique, Radiobiologie, Imagerie Médicale et Simulation) y la Universidad Nacional de Rosario. Responsable: Prof. Michael Beuve, Universidad de Lyon 1, Francia. Instituto de Física Nuclear de Lyon. Subsidio para financiar 3 estadías de investigación de la Dra. Mariel Galassi y la Lic. Verónica Tessaro en el Instituto de Física Nuclear de Lyon en el periodo 2016-2018. Monto total del subsidio: 13.000 euros.
  • 2016-2019: ING 515 (FCEIA-UNR) “Estudio de los efectos de las radiaciones ionizantes sobre material biológico. Alteraciones de la sangre y sus componentes”, acreditado y financiado por la UNR, Directora: Mariel E. Galassi, co-director: Horacio Castellini. Integrantes: B. Riquelme, V. Tessaro, M. Toderi, E. Boggio, M. D’Arrigo, E. Estrada. Continuidad del proyecto en trámite.
  • 2017-2021 Convención de Tesis en Co-Tutela entre la Universidad de Lyon 1 y la Universidad Nacional de Rosario para la realización de Tesis Doctoral de la Lic. Verónica Tessaro. Responsable en Francia frente a la Universidad de Lyon 1: Prof. Michael Beuve. Responsable en Argentina frente a la Universidad Nacional de Rosario: Dra. Mariel Elisa Galassi. 

Publicaciones

2018

  • V. Tessaro, F. Poignant, B. Gervais, M. Beuve and M. Galassi. “Theoretical study of W-values for particle impact on water”. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B.https://doi.org/10.1016/j.nimb.2018.11.031.

2019

  • Riquelme B.; Estrada, E.; Castellini, H.; Acosta, A.; Chinelatto, A.; Tack, I.; Borraz, J.; Di Tulio, L.; Galassi, M. Preliminary study of alterations in human red blood cells by irradiation with high energy photons. Brasil. São Paulo. 2019. Revista Encontro Anual da Biofísica 2019. 

2020

  • Estrada, E.; Castellini, H.; Acosta, A.; Chinelatto, A.; Tack, I.; Borraz, J.; Di Tulio, L.; Riquelme B.; Galassi, M. Estudio preliminar de los efectos de las radiaciones Gamma sobre los glóbulos rojos humanos. Aceptado para su publicación en Anales AFA 2020.

Tesis doctorales 

  • 2016 – presente: Lic. Verónica Belén Tessaro - Doctorado en Física en Co-Tutela: Universidad de Lyon 1 - Dirección del Prof. Michael Beuve y Facultad de Cs. Exactas, Ingeniería y Agrimensura (FCEIA) de la Universidad Nacional de Rosario (UNR)- Dirección de la Dra. Mariel Elisa Galassi. Beca Doctoral de CONICET.
  • 2018 – presente: Ing. Esteban Boggio - Tesis de Doctorado en Ingeniería (FCEIA – UNR). Tema de Tesis: “Terapia por Captura Neutrónica en Boro concomitante con Braquiterapia Intersticial”. Directora: Dra. Sara González (CNEA-Conicet), co-directora: Dra. Mariel Galassi.

Premios y Distinciones

  • Verónica Tessaro - SHIM-ICACS 2018 Poster Prize. Premio otorgado al mejor póster de su categoría presentado en la conferencia internacional 10th International Symposium on Swift Heavy Ions in Matter (SHIM) & 28th International Conference on Atomic Collisions in Solids (ICACS), Caen, del 1 al 6 de julio de 2018. Verónica Tessaro presentó el poster y recibió el premio. Título del trabajo: A single method to calculate multiple ionization cross sections of Air molecules by ion impact. Autores: V. Tessaro, M. Galassi, B. Gervais and M. Beuve.
  • Mariel Elisa Galassi - Premio de la Universidad Nacional de Rosario 2017 a la Visibilización Internacional, Secretaría de Relaciones Internacionales de la UNR, por las actividades desarrolladas en investigación y como nexo entre la UNR y la Universidad de Lyon 1 para la elaboración de un Convenio MARCO y la dirección en co-tutela de una Tesis de Doctorado en Física. Las actividades desarrolladas fueron presentadas en paneles en la vía pública en los diferentes barrios de la ciudad de Rosario y en conferencia dictada en la sede central de la UNR. Ganadora del premio por la Facultad de Ciencias Exactas, Ingeniería y Agrimensura.