Utilisation de mesures d'Efficacité Biologique Relative moléculaires et fonctionnelles pour prédire le risque après radiothérapie - Application aux fortes doses par fraction et aux forts débits de dose

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19/02/2020

​Mariam Ben Kacem a soutienu sa thèse le mercredi 19 février 2020, à l'IRSN, Fontenay-aux-Roses.

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Malgré l’évolution des pratiques et des techniques de radiothérapie (RT) qui permettent un meilleur ciblage de la tumeur, la toxicité aux tissus sains reste encore une limite en pratique clinique. Les mesures d’Efficacité Biologique Relative (EBR) permettent de prédire les effets biologiques d’un rayonnement d’intérêt par rapport à un rayonnement de référence. Elles sont principalement basées sur le test de survie clonogénique qui, selon plusieurs études, ne peut suffire à lui seul à prédire le devenir de tissus sains exposés. Les techniques de RT les plus récentes utilisent des débits de dose de plus en plus élevés sans que les effets radio‑biologiques soient bien connus.

Le but de ces travaux de thèse est d’acquérir des mesures biologiques multiparamétriques à intégrer dans un futur modèle prédictif pour mieux prédire les effets biologiques des protocoles de RT émergents. D’une part, pour les irradiations en dose unique, la modélisation mathématique des données in vitro a mis en évidence un effet plus délétère du débit de dose le plus élevé sur la survie clonogénique, la morphologie des cellules et leur viabilité, le cycle cellulaire, la sénescence et l’expression de gènes signant une dysfonction cellulaire.
Ces résultats ont été confirmés in vivo sur un modèle d’irradiation intestinale. Contrairement au postulat de la CIPR, l’EBR des photons est donc différente de 1 et dépend du débit de dose. D’autre part, les irradiations suivant différents protocoles de fractionnement montrent un impact du débit de dose in vitro sur un continuum de « dose biologique équivalente » (BED). Des différences de réponse in vitro et in vivo ont été mises en évidence pour des protocoles ayant une BED équivalente. Ces résultats montrent une certaine limite à l’utilisation de la BED en clinique pour la comparaison des protocoles de fractionnement.

En conclusion, ce travail de thèse montre l’intérêt d’utiliser des mesures biologiques multiparamétriques pour prédire de manière plus précise les effets biologiques radio-induits. Cette approche méthodologique pourrait permettre à terme de mieux prédire les risques potentiels de nouvelles modalités d’irradiation en lien avec les pratiques actuelles et futures en RT.
Texte complet

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Laboratoire IRSN impliqué

​Laboratoire de radiobiologie des expositions médicales (LRMed)

Contact

​​Vincent Paget, tuteur de thèse