Academic literature on the topic 'Electron attachment spectroscopy'

Dans la chimioradiothérapie concomitante, il y a un effort pour augmenter son efficacité et atténuer la toxicité pour les cellules saines. Cela peut être atteint par le biais du synergisme et de la délivrance ciblée de médicaments (DCM). La DCM est un transport sélectif des médicaments vers des sites d'intérêt, protégeant ainsi les tissus sains de la toxicité des agents chimiothérapeutiques. Le synergisme est l'effet maximal de la chimioradiothérapie résultant des interactions complexes entre les deux modalités de traitement, comme l'interaction d'un agent radiosensibilisant avec des électrons de basse énergie (EBE) générés dans les tissus irradiés. Dans ce contexte, la thèse se concentre sur le processus de radiosensibilisation afin d'étudier le potentiel et les mécanismes radiosensibilisants des molécules sélectionnées basés sur leur interaction avec les EBE ; l'objectif est d'obtenir de nouvelles informations permettant de concevoir des radiosensibilisateurs plus efficaces et moins toxiques. La partie théorique traite des radiosensibilisateurs existants et leurs composés modèles du point de vue de l'interaction avec les EBE. La partie expérimentale combine des expériences d'attachement électronique en phase gazeuse et des calculs ab initio des affinités électroniques des molécules étudiées, des expériences de radiolyse pulsée en solution, ainsi que l'irradiation par microtron avec évaluation par la spectroscopie de résonance magnétique nucléaire. Sur la base de l'étude des interactions avec les EBE (secondaires), le potentiel radiosensibilisant a été confirmé pour l'agent antiviral favipiravir ; une interaction significative a été prouvée pour le radiosensibiliseur chimiothérapeutique RRx-001, ainsi qu'une forte interaction des électrons solvatés avec les fullerénols comme une plate-forme radiosensibilisante destinée à la DCM<br>In concomitant chemoradiotherapy (CCRT), there is an effort to increase its effectiveness and alleviate toxicity for healthy cells. It may be achieved via synergism and targeted drug delivery (TDD). TDD is the selective drug transport to sites of interest, protecting healthy tissue from chemotherapeutic toxicity. The synergism, the highest chemoradioterapeutic effect, results from complex interactions between both treatment modalities, as the interaction of the radiosensitizing chemo-drug with secondary low-energy electrons (LEEs) arising in irradiated tissue. In light of that work focuses on the radiosensitization process to investigate the radiosensitizing potential and mechanisms of selected molecules based on interaction with LEE; there is an aim to obtain new information to design more effective radiosensitizers with lower toxicity. The theoretical part deals with existing radiosensitizers and their model compounds from the point of view of interaction with LEEs. The experimental part combines electron attachment experiments in the gas phase and ab initio calculations of electron affinities of studied molecules, pulse radiolysis experiments in solution, and microtron irradiation with NMR spectroscopic evaluation. Based on the study of interaction with (secondary) LEEs, the radiosensitizing potential was confirmed for the antiviral agent favipiravir; significant interaction was proven for radiosensitizing chemotherapeutic RRx-001 as well, so as a strong interaction of solvated electrons with fullerenols as a radiosensitizing carrier drug for TGM in CCRT<br>Konkomitantní chemoradioterapie je jedna z důležitých metod léčby rakoviny. Stále existuje snaha zvýšit její účinnost a udržet toxicitu pro zdravé buňky na snesitelné úrovni. Její největší výhodou je synergický efekt plynoucí z mnoha komplexních interakcí mezi oběma léčebnými přístupy (tzn. chemoterapie a radioterapie). Bylo ukázáno, že jednou z příčin synergismu může být interakce chemosložky (tzv. radiosensitizéru) se sekundárními nízkoenergetickými elektrony vznikajícími v hojném počtu během radiolýzy v ozářené tkáni. V této práci se zaměřuji na proces radiosensitizace s cílem prozkoumat radiosensitizační potenciál molekul a odhalit radiosensitizační mechanismy na bázi jejich interakce s nízkoenergetickými elektrony. Motivací této práce bylo získat nové informace pro návrh nových a více účinných radiosensitizérů s menší toxicitou. Práce sestává z teoretické a experimentální části. Teoretická část je postavena na rešerši již existujících radiosensitizérů a jejich modelových sloučenin z pohledu interakce s nízkoenergetickými elektrony. Experimentální část kombinuje experimenty elektronového záchytu v plynné fázi na dvou experimentálních zařízeních, experimenty pulsní radiolýzy v roztoku, dále ozařování na mikrotronu s NMR spektroskopickým vyhodnocením a ab-initio výpočty elektronových afinit studovaných molekul a jejích fragmentů. V této práci bylo studováno antivirotikum favipiravir, pro který jsme na základě interakce s nízkoenergetickými elektrony potvrdili jeho radiosensitizační potenciál. Také byl zkoumán mechanismus radiosensitizace již potvrzeného radiosensitizéru a zároveň chemoterapeutika RRx-001 z pohledu jeho možné interakce se sekundárními nízkoenergetickými elektrony, která byla v této práci potvrzena. Nakonec byla odhalena silná interakce solvatovaných elektronů s fullerenoly studovanými pro použití v rámci platformy, která by prokazovala citlivost na nízkoenergetické elektrony a užívala by se pro dodávání léků v rámci konkomitantní chemoradiační terapii

Ce travail s'inscrit dans le cadre d'études récentes pour la compréhension à l'échelle moléculaire des effets des rayonnements ionisants sur les systèmes biologiques, mises en oeuvre par le groupe IPM de l'IPNL en collaboration avec l'Institut für Ionenphysik de l'Université d'Innsbruck. Il est composé de deux parties. La première présente un nouvel ensemble de mesures des sections efficaces d'ionisation de l'hélium par impact de protons ou d'atomes d'hydrogène dans la gamme d'énergie d'intérêt pour la radiobiologie (20 à 150keV). Il s'agit de systèmes modèles d'intérêt pour la compréhension des phénomènes de base, et les collisions H + He ont fait l'objet, jusqu'à présent, de peu d'études utilisant les techniques de coïncidences. En outre, cette étude avec l'hélium a été faite dans l'intention de réaliser un test général de fonctionnement de l'appareillage avant d'aller vers des systèmes plus complexes. Des études similaires ont été ensuite réalisées en remplaçant la cible d'hélium par l'eau ou par des molécules d'intérêt biologique (Uracil, Thymine. . . ). La seconde partie de la thèse traite d'un autre type de radiations ionisantes que l'on peut voir comme une des conséquences secondaires des radiations étudiées dans la première partie. Des électrons de faible énergie (1 à 16eV) sont émis lors du bombardement de la matière par des protons ou des atomes d'hydrogène rapides; ces électrons ayant à leur tour des effets ionisants sur l'environnement. Une étude de l'attachement dissociatif des électrons sur l'eau a été entreprise à l'université d'Innsbruck, motivée par l'existence d'importants désaccords entre les précédentes études sur le même sujet. Le problème de la discrimination des ions à grande énergie cinétique dans le monochromateur trochoïdal utilisé pour cette étude a fait l'objet d'une attention particulière

Reproduction de : Thèse de doctorat : Physique nucléaire : Lyon 1 : 2005. Reproduction de : Thèse de doctorat : Physique nucléaire : Innsbruck (Autriche) : 2005.<br>Thèse soutenue en co-tutelle. Thèse en anglais. Titre provenant de l'écran titre. 98 réf. bibliogr.

Replacement of thymidine in DNA by halopyrimidines, such as bromodeoxyuridine (BrdU) and iododeoxyuridine (IdU), has long been known to enhance DNA damage and cell death induced by ionizing/UV radiation, but the mechanism of action of halopyrimidines at the molecular level is poorly understood. We have applied advanced time-resolved femtosecond laser spectroscopy to this molecular system of biological, chemical and medical significance. We obtained the first real-time observations of the transition states of the ultrafast electron transfer (UET) reactions of halopyrimidines with the ultrashort-lived precursor to the hydrated electron, which is a general product in ionizing/UV radiation. Our results provide a mechanistic understanding of these photo-/radiosensitizing drugs at the molecular level. We found that the UET reaction of BrdU is completed within 0.2 picosecond (ps) after the electronic exciataion, leading to the formation of the transition state BrdU* with a lifetime of ~1.5 ps that then dissociates into Br and a high reactive radical dU•. We have also demonstrated that the reaction efficiency for the formation of the reactive radical dU• to cause DNA damage and cell death is in the order of IdU>>BrdU>CldU>>FdU. This is due to the availability of two precursor states of ~0.2 ps and ~ 0.54 ps lifetimes for dissociative electron attachment (DEA) to IdU, of one precursor state of ~0.2 ps lifetime for DEAs to BrdU and CldU, and no precursors for DEA to FdU. This explains why BrdU and IdU were found to be effective radio-/photosensitizers and indicates that IdU should be explored as the most effective radiosensitizer among halopyrimidines. Moreover, as a by-product of this project, these halopyrimidines have been employed as quantum-state-specific molecular probes to resolve a long-standing controversy about the nature and lifetimes of prehydrated electrons. These findings also have a broader significance as they indicated that nonequilibrium precursor electrons may play an important role in electron-initiated reactions in many biological, chemical and environmental systems. We have also demonstrated UET reactions of nucleotides with the precursor to the hydrated electrons. Our results indicate that among DNA bases, adenine is the most efficient electron trapper and an effective electron transfer promoter, while guanine is the most effective in dissociative electron attachment. These results not only primarily explain the sequence selectivity of duplex DNA containing BrdU/IdU, but imply that the DEA of guanine is an important mechanism for radiation-induced DNA damage in ionizing radiation and radiotherapy of cancer.