Molecular Mechanisms of Radiation-Induced Cancer Cell Death: A Primer

Radiation therapy (RT) is responsible for at least 40% of cancer cures, however treatment resistance remains a clinical problem. There have been recent advances in understanding the molecular mechanisms of radiation-induced cell death. The type of cell death after radiation depends on a number of factors including cell type, radiation dose and quality, oxygen tension, TP53 status, DNA repair capacity, cell cycle phase at time of radiation exposure, and the microenvironment. Mitotic catastrophe (a pathway preceding cell death that happens in mitosis or as a consequence of aberrant mitotic progression) is the primary context of radiation-induced cell death in solid cancers, although in a small subset of cancers such as haematopoietic malignancies, radiation results in immediate interphase apoptosis, occurring within hours after exposure. There is intense therapeutic interest in using stereotactic ablative body radiotherapy (SABR), a precise, high-dose form of RT given in a small number of fractions, to prime the immune system for cancer cell killing, but the optimal radiation dose and fractionation remain unclear. Additionally, promising novel radiosensitisers targeting the cell cycle and DNA repair pathways are being trialled. In the context of the increasing use of SABR and such novel agents in the clinic, we provide an updated primer on the major types of radiation-induced cell death, focussing on their molecular mechanisms, factors affecting their initiation, and their implications on immunogenicity

Analiza eksperymentalna struktury przepływu gazu w zróżnicowanychprzepływu gazu w zróżnicowanych geometriach kanału paliwowego ogniwa paliwowego typu SOFC

In the presented paper, the authors focus on the analysis of flow structure in various configurations of a circular-planar SOFC fuel channel. The research was carried out on the premise that a proper channel design would help minimize the thermal stress in the cell, which is affected by the heat generated and consumed by the reforming, water gas-shift and hydrogen consumption reactions. For the measurement process, PIV method was used to calculate the velocity fields, and an extensive error analysis was done to evaluate the accuracy of the calculated velocities.W zaprezentowanym artykule, tematem realizowanych badań jest analiza eksperymentalna struktury przepływu gazu w trzech modelach kanałów transportowych ogniwa paliwowego typu SOFC (Solid Oxide Fuel Cell). Celem badań było zaproponowanie geometrii kanału, która pozwoliłaby utrzymać jednorodny rozkład pola prędkości na powierzchniach elektrod w rzeczywistych warunkach pracy ogniwa. Dobór odpowiedniej geometrii kanałów transportowych jest istotny z punktu widzenia wydajności oraz bezpieczeństwa pracy ogniwa, ponieważ bezpośrednio wpływa na wydajność reakcji elektrochemicznych zachodzących w ogniwie oraz na rozkład temperatury w jego wnętrzu, uwarunkowany silnie egzotermicznymi reakcjami elektrodowymi oraz w przypadku wykorzystania paliwa węglowodorowego dodatkową, endotermiczną reakcją reformingu i egzotermiczną reakcją tlenku węgla z parą wodną. Na potrzeby eksperymentu zaprojektowano oraz wykonano z pleksi trzy przykładowe geometrie kanałów przepływowych. Badania eksperymentalne przeprowadzono w temperaturze pokojowej. Gazem wykorzystanym w badaniach było powietrze. Bazując na teorii podobieństwa ustalono wartości liczby Reynoldsa na poziomie odpowiadającym wielkościomliteraturowym, dzięki czemu otrzymane wyniki można traktować jako wiarygodne i oddające charakter przepływu paliwa w rzeczywistym ogniwie paliwowym. Profile prędkości wyznaczono wykorzystując bezinwazyjną metodę Particle Image Velocimetry. Ponadto, na podstawie analizy błędów określono zestaw parametrów obliczeniowych, dla których wyznaczone pole wektorowe charakteryzowało się największą dokładnością

Badania eksperymentalne przepływów strumieniowych

The paper describes two kinds of jet flows: the confined and impinging jet flow. A triaxial thermoanemometer probe with a temperature sensor was used to study the confined jet flow. The time-average analysis of data resulted in a turbulence characteristic. It allowed the estimation of the budget of tur bule nt heat flux. The impinging jet flow was investigated by the Particle Image Velocimetry (PIV) method together with heat transfer analysis done with a liquid erystal film.Zaprezentowane zostały badania eksperymentalne dotyczące dwóch rodzajów przepływów strumieniowych: strugi pierścieniowej oraz strugi uderzającej. Czterowłóknowa sonda termoanemometryczna wykorzystana została w badaniach związanych ze strugą pierścieniową. Analiza danych pozwoliła na wyznaczenie wielkości charakteryzujących przepływ turbulentny, ze szczególnym uwzględnieniem bilansu turbulentnego strumienia ciepła. W badaniach strugi uderzającej pod działaniem przepływu krzyżowego do wyznaczenia pola prędkości wykorzystano metodę PIV (ang. Particle Image Velocimetry). Badaniom przepływu towarzyszyła analiza wymiany ciepła przy użyciu termoczułych ciekłych kryształów w postaci cienkiego filmu. Zaobserwowane zostały wiry, które w głównej mierze odpowiadały za intensyfikację wymiany ciepła, co zostało potwierdzone wyznaczonymi polami prędkości

Entropy generation minimization in transient heat conduction processes PART II – Transient heat conduction in solids

Formulation and solution of the initial boundary-value problem of heat conduction in solids have been presented when an entropy generation minimization principle is imposed as the arbitrary constraint. Using an entropy balance equation and the Euler-Lagrange variational approach a new form of the heat conduction equation (non-linear partial difference equation) is derived

Entropy generation minimization in steady-state and transient diffusional heat conduction processes Part I – Steady-state boundary value problem

An application of the Entropy Generation Minimization principle allows new formulation of the boundary and initial boundaryvalue problems. Applying Euler-Lagrange variational formalism new mathematical form of heat conduction equation describing steady-state processes have been derived. Mathematical method presented in the paper can also be used for any diffusion heat and mass transfer process. Linear and non-linear problems with internal heat sources have been analyzed

Pathogenesis and Therapy of Neurovascular Compression Syndromes: An Editorial

Neurovascular compression syndromes (NVC) remains a challenging disorders resulting from the compression of cranial nerves at the transition zone [...

Development of a charge-transfer distribution model for stack simulation of solid oxide fuel cells

7th European Thermal-Sciences Conference (Eurotherm2016)An overpotential model for planar solid oxide fuel cells (SOFCs) is developed and applied to a stack numerical simulation. Charge-transfer distribution within the electrodes are approximated using an exponential function, based on which the Ohmic loss and activation overpotential are evaluated. The predicted current-voltage characteristics agree well with the experimental results, and also the overpotentials within the cell can reproduce the results obtained from a numerical analysis where the distribution of the charge-transfer current within the electrodes is fully solved. The proposed model is expected to be useful to maintain the accuracy of SOFC simulations when the cell components, consisting of anode, electrolyte and cathode, are simplified into one layer element

Experimental and numerical studies of air flow in the dead-end working – validation of turbulence models

W artykule przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych i analiz numerycznych przepływu powietrza przez laboratoryjny model komory przewietrzanej wentylatorem wolnostrumieniowym. Pomiary prędkości przepływu wykonane przy użyciu metody PIV (Particle Image Velocimetry) wykorzystano do walidacji wybranych modeli turbulencji. Zamieszczono wyniki pomiarów i symulacji numerycznych przepływu powietrza w komorze o długości wynoszącej 2,0 m oraz 3,25 m (skala geometryczna modelu 1:10). Porównano zmierzone wartości dwóch składowych wektora prędkości przy średniej prędkości strugi wlotowej równej 21,2 m/s (Re=108 000) oraz 35,4 m/s (Re=180 000). Z uwagi na kształt tworzonego przez strugę nawiewną pola prędkości, w obszarze przepływu można wyróżnić dwie strefy z przepływem recyrkulacyjnym. Pierwsza strefa sięga na odległość około 1,0 m od wlotu strugi powietrza. W dalszej odległości od wlotu formułuje się druga strefa z wirem o przeciwnym do pierwszego kierunku wirowania. Przedstawiony obraz przepływu kształtuje się zarówno przy dwu, jak i trzymetrowej długości kanału ślepego, jak również dla różnych prędkości wlotowych strugi powietrza o liczbach Reynoldsa z przedziału 100 000÷200 000. Wykazano jakościową zgodność wyników symulacji numerycznych uzyskanych przy użyciu modelu turbulencji RSM (Reynolds Stress Model) z pomiarami. Przy stosowaniu tego modelu, średni błąd w prognozowanych wartościach składowych wzdłużnych prędkości wynosił 35%÷40%.This paper presents the results of experimental and numerical study of air flow through the laboratory model of the mining chamber ventilated by a jet fan. The measurements of the components of the velocity vector were used to validate the selected turbulence models. The results of measurements and numerical simulation of airflow within the chamber with a length of 2,0m and 3,25m (geometrical scale of the model 1:10) have been presented. The measured values of the two components of the velocity vector with the average velocity of the inlet air stream equal to 21,2m/s (Re = 108 000) and 35,4m/s (Re = 180 000) have been compared. In the velocity field formed by the inlet air stream, two zones with recirculating flow in the flow domain can be distinguished. The first zone extends over a distance of approximately 1.0 m from the inlet. In the further distance from the inlet a second vortex of the opposite direction to the former is formed. Such a configuration of the velocity field is characteristic for both two and three-meter channel length as well as for different velocities of the inlet air stream of Reynolds numbers of 100 000¸200 000. The numerical simulation results obtained with the use of the Reynolds Stress Model are qualitatively consistent with the measurements. Using this model, the average error in the forecast values of longitudinal velocity components was about 35%÷40%