Влияние размера и локализации наночастиц золота на фактор увеличения дозы в модели жидкокристаллической дисперсии ДНК

Наночастицы золота (ЗНЧ) известны способностью усиливать биологическое действие ионизирующего излучения. Решающее значение при этом имеет локализация ЗНЧ относительно критических клеточных мишеней, в особенности ядерной ДНК. Недавние исследования показали, что в частицах жидкокристаллической дисперсии (ЖКД) ДНК, моделирующей плотность упаковки хроматина in vivo, пространственное распределение ЗНЧ определяется их размером. В настоящей работе методом Монте-Карло в программном коде Geant4 для двух моделей распределения ЗНЧ относительно частицы ЖКД ДНК проведен расчет поглощенной дозы фотонного излучения с энергией от 20 до 600 кэВ и рассчитаны значения фактора увеличения дозы (ФУД) при концентрации ЗНЧ 1%, 2% и 4% от массы ДНК. В модели №1 предполагается, что 2 нм ЗНЧ проникают внутрь частицы ЖКД ДНК, тогда как в модели №2 ЗНЧ диаметром 32 и 2 нм образуют сферической слой на ее поверхности. Наибольшее значение ФУД от 13.2 до 1.1 в зависимости от энергии фотонов было получено для модели №1. Для модели №2 величина ФУД слабо зависела от размеров ЗНЧ. Различия в значениях ФУД в моделях №1 и №2 при этом составляли от 1.1 до 7.6 раз. Полученные данные свидетельствуют о важности пространственного распределения ЗНЧ для увеличения поглощенной дозы в критических клеточных мишенях, в особенности в клеточном ядре.