Projet MEDIRAD

Le bénéfice d’une utilisation maîtrisée des rayonnements ionisants en médecine n’est plus à démontrer. En quelques années, les technologies de radiothérapie, d’imagerie et de radiologie ont fait d’énormes avancées.  Le projet MEDIRAD (MEDedIcal low-dose RADiation exposure) à vocation à répondre à une question centrale « Comment améliorer la radioprotection des patients et des professionnels de santé pour s’assurer que les progrès bénéficient à tous et en toute sécurité ? ». Ce projet vise à améliorer les co

Le bénéfice d’une utilisation maîtrisée des rayonnements ionisants en médecine n’est plus à démontrer. En quelques années, les technologies de radiothérapie, d’imagerie et de radiologie ont fait d’énormes avancées.  Le projet MEDIRAD (MEDedIcal low-dose RADiation exposure) à vocation à répondre à une question centrale « Comment améliorer la radioprotection des patients et des professionnels de santé pour s’assurer que les progrès bénéficient à tous et en toute sécurité ? ». Ce projet vise à améliorer les connaissances scientifiques sur les risques liés à l’utilisation des rayonnements ionisants en médecine et à optimiser leur utilisation à des fins diagnostique et thérapeutique. Ce projet ambitionne également de promouvoir les liens entre science, médecine et société, pour une meilleure qualité de vie des patients et une meilleure protection des professionnels de santé.

Photo : patient installé sur une table de traitement d'un accélérateur linéaire Clinac 2100C pour une séance de radiothérapie. Lieux : © Médiathèque IRSN

Caractéristiques du projet

Dates de réalisation : 2017-2022
Budget : 10 millions d'euros
Partenaires : 33 partenaires de 14 Etats membres européens
Coordination scientifique : ISC Global (Espagne)
Coordination médicale : Université Paris Descartes (France)
Coordination du projet : European Institute for Biomedical Imaging Research – EIBIR (Autriche)

Contexte

Les rayonnements ionisants en médecine sont utilisés pour le diagnostic et le traitement. Leur utilisation croissante en médecine soulève un certain nombre d'enjeu de radioprotection pour les patients et les professionnels de santé. En Europe, la contribution des expositions résultant des examens de scannographie, de radiographie, de fluoroscopie, de radiologie interventionnelle et de médecine nucléaire contribue respectivement à 57%, 17%, 12%, 9% et 5% de la dose collective. Plus de 45 millions de CTscans et 1,6 millions de séances de radiothérapie sont délivrés chaque année en Europe avec une augmentation régulière de ces actes médicaux d'environ 5% par an.

Les progrès en matière de radioprotection médicale sont appelés à se poursuivre grâce à l'innovation technologique en santé, à la promotion de bonnes pratiques établies par les associations des professionnelles de santé et à la personnalisation des soins. Ces progrès reposent sur une capitalisation de connaissances scientifiques avancées, socle des défis de santé publique à relever pour une utilisation pleinement sécurisée des rayonnements ionisants en médecine.

Une recherche multidisciplinaire (expertise et science, science et médecine) à l'échelle européenne est nécessaire pour construire une radioprotection médicale optimisée. Les progrès récents dans le domaine des biotechnologies ou des technologies informatiques ("Big Data" et intelligence artificielle) sont des opportunités uniques.

Un lien fort entre science et société reste essentiel pour orienter les priorités de recherche en radioprotection médicale, fixer les règles éthiques appropriées en matière de recherche médicale et accélérer le passage des résultats de la recherche aux pratiques médicales quotidiennes ; permettant ainsi à chaque patient européen d'accéder équitablement aux protocoles diagnostiques et thérapeutiques les plus optimisés.

Axes de recherche

Coordonné par ISC Global et L'université de Paris Descartes, le projet MEDIRAD rassemble 33 partenaires dont l'INSERM, le Centre International de Recherche sur le Cancer (IARC), l'Université de Paris Descartes et IRSN pour la France. Ce projet est une plateforme d'intégration de différentes disciplines médicales, (médecin nucléaire, radiologue, radiothérapeute, physiciens d'hôpital mais également cardiologue et cancérologue) scientifiques (radio-biologiste, radio-pathologiste, radio-toxicologue, dosimétriste et épidémiologiste mais également des experts scientifiques en physiologie cardiaque ou en cancérologie) et d'expertise en radioprotection pour faire progresser la qualité des soins et la protection des professionnels de santé.

Le projet MEDIRAD est structuré en 6 WPs dont 4 dédiés à l'optimisation de la radioprotection en radiologie interventionnelle (WP2), en médecine nucléaire (WP3), en radiothérapie (WP4) et en imagerie médicale (scannographie) (WP5). L'objectif du WP6 est de produire des recommandations pour la radioprotection médicale, recommandations objectivées par la production scientifique et technique des WPs 2-5.

MEDIRAD

Figure 1 : Structure du projet MEDIRAD. L'IRSN pilote le WP6, copilote le WP4, pilote les T4.1 et T4.2 et participe au T2.2 et T4.3 et T5.1.

 

Contributeur majeur dans ce projet, l'IRSN a participé aux travaux de MEDIRAD dans trois secteurs d'application des rayonnements en médecine : la radiologie interventionnelle, la radiothérapie et l'imagerie médicale.

  • En radiologie interventionnelle, où les travaux de recherche se sont concentrés sur la radioprotection des professionnels de santé et l'optimisation des pratiques. Concrètement,

    L'IRSN a participé, en collaboration avec 2 partenaires (Beligium Nuclear Research Centre-SCK CEN et Nofer Institute of Occupational Medicien - NIOM), à l'étude de l'efficacité, en particulier au niveau du cristallin et du cerveau, des protections radiologiques utilisables par le personnel en radiologie interventionnelle. A l'aide de simulations Monte Carlo et de mesures sur fantômes et sur le personnel, différentes protections  ont été investiguées : visières, calots, tabliers, draps et système Zero-gravity (combinaison plombée suspendue). Sur la base de ces travaux, il est recommandé de tester les performances des équipements de protection dans les conditions d'utilisation clinique. Des recommandations en collaboration avec les parties prenantes ont été également élaborées à l'attention des décideurs, des autorités et des sociétés savantes.

  • En radiothérapie, où les travaux de recherche se sont focalisés sur l'évaluation des risques de toxicité cardiaque associés aux radiothérapies des cancers du sein et à l'optimisation des pratiques. Concrètement,

    • L'IRSN a contribué au développement de modèle de probabilité de complication des tissus sains (NTCP) adapté à la toxicité cardiaque. Deux études d'épidémiologie clinique ont permis d'évaluer le risque de complications cardiovasculaires sur des cohortes de patientes prises en charge par radiothérapie d'un cancer du sein. Une étude multicentrique prospective (EARLY-HEART), coordonnée par l'IRSN (et rassemblant 5 partenaires européens), incluant 250 femmes a permis d'identifier les événements cardiaques infra cliniques survenant dans les 2 ans après la radiothérapie par le biais de biomarqueurs d'imagerie cardiaque incluant échocardiographie, IRM et CT-scanner cardiaque et de les intégrer à des modèles de quantification de risques de toxicité. Une étude multicentrique rétrospective (BRACE), coordonnée par Université Médicale de Groningen-UMCG (3 partenaires européens : IRSN, Netherlands Cancer Institute-NKI et Fakultat fur Medizin Technical University of Munich UM-MED), portant sur près de 3000 femmes, a conduit au développement d'un modèle de prédiction du risque d'événements coronariens aigus survenant dans les 10 années après la fin du traitement par radiothérapie, en fonction de la dose au cœur. Les résultats ont conduit à proposer des recommandations pour une optimisation des protocoles de radiothérapie et pour une prise en charge et un suivi cardiaque précoce des patientes présentant un risque élevé de complications
       
    • L'IRSN a contribué à identifier de nouveaux candidats biomarqueurs d'image et biomarqueurs moléculaires prometteurs pour l'identification et le suivi personnalisé des patientes à risque. Pour ce faire, en support à l'étude clinique, une étude préclinique coordonnée par l'IRSN a été conduite avec 5 partenaires européens : Université de Lisbonne, Université de Rome, SCK-CEN,  Imperial College et UMCG) et a permis i) de développer  un modèle préclinique au plus près des pratiques cliniques, ii) de progresser dans la compréhension des mécanismes biologiques de cardio-toxicité induite par les rayonnements ionisants et iii) de sélectionner un profil de biomarqueurs circulants classiques et innovants (micro-RNA, vésicules extracellulaires et méthylation de l'ADN) indicateur d'une toxicité cardiaque induites par les rayonnements ionisants. Cette signature biologique a été validée sur la cohorte prospective multicentrique (EARLY-HEART). Sur la base des résultats obtenus, des recommandations ont été proposées pour un suivi des patientes présentant un risque élevé de complications cardiaques

  • En imagerie médicale, où les travaux de sont focalisés sur l'évaluation du risque de cancer associé à la scannographie pédiatrique. Deux études d'épidémiologie ont permis d'étudier le risque de cancer suite à des scannographies sur des cohortes pédiatriques (exposition pendant l'enfance ou pendant l'adolescence). Ces études coordonnées par ISGlobal ont été conduites avec 3 autres partenaires européens (IRSN, University of Newcastle, NKI).

    Concrètement,

    • L'IRSN a participé à la mise en place d'une étude cas témoins nichée visant l'inclusion de 100 patients pédiatriques pour permettre d'investiguer le rôle de facteurs de prédisposition, notamment les variants génétiques et épigénétiques, susceptibles de contribuer à ce risque. Cette étude sera poursuivie au-delà du projet MEDIRAD
    • La deuxième étude auquel contribue l'IRSN concernait la prolongation du suivi des cohortes française, néerlandaise, britannique et espagnole issues du projet EPI-CT. Cette étude, initiée en 2000, a pour objectif d'inclure 800 000 patients et prévoit un suivi à long terme des patients. A ce stade, plus de 200 000 patients ont été inclus et la base de données « patients » a été renseignée. Cette étude permettra d'investiguer un risque de cancer (leucémie et tumeur cérébrale) associé à la scannographie pédiatrique. Les analyses sont en cours. Cette étude contribuera à mieux connaitre l'impact des expositions médicales aux rayonnements ionisants à de faibles doses (quelques dizaines de mGy) pour des expositions durant l'enfance, elle permettra à terme de renforcer l'optimisation des pratiques en radiologie

Sur la base des résultats scientifiques produits par les partenaires de MEDIRAD, l'IRSN a coordonné la phase d'élaboration d'un ensemble de recommandations en matière de radioprotection avec l'appui des parties prenantes, associations de patient, associations de professionnel de santé, autorités compétentes en radioprotection et industriels dans le secteur médical.

MEDIRAD

Figure 2 : Infographie sur les recommandations MEDIRAD pour renforcer la radioprotection des patients et des professionnels de santé

 

Ces recommandations, disponibles dans leur version complète sur le site de MEDIRAD, sont regroupées en 4 axes majeurs :

  • La consolidation des bases de données « patient » au niveau européen 

On retiendra notamment l'importance du développement (i) de méthodes standardisées pour le codage des données, (ii) d'interfaces utilisateur ergonomique, (iii) d'infrastructures de stockage de données et (iv) des plans de gestion de données pour la collecte et le stockage sécurisé des données des patients ; ces bases de données « patients » (dose - image) devant être mises en lien avec les bio-banques « patients » pour maximiser leur exploitation.

  • L'optimisation des protocoles a visée diagnostic ou thérapeutique mettant en jeu l'irradiation

On retiendra notamment l'importance d'une évaluation de la dose à l'organe pour chaque acte de diagnostic médical faisant appel au CT Scans.

  • L'optimisation de la radioprotection des patients et du personnel médical

On retiendra notamment l'importance du déploiement dans les services de médecine nucléaire de l'imagerie quantitative pour une utilisation standardisée et individualisée des radio-pharmaceutiques en Europe.

  • Les pistes de recherche européenne pour la radioprotection médicale

On retiendra l'importance de poursuivre les recherches sur les effets indésirables des rayonnements ionisants sur les tissus sains et la définition d'une stratégie de recherche européenne pour le développement des applications de l'IA en radioprotection médicale.

Valorisation

A ce jour, une trentaine d'articles scientifiques ont été publiés dans le cadre de ce projet.

Les laboratoires impliqués

Les laboratoires : Laboratoire de radiobiologie des expositions accidentelles (LRAcc), Laboratoire de dosimétrie des rayonnements ionisants (LDRI), Laboratoire d’épidémiologie des rayonnements ionisants (LEPID)

IRSN_Laboratoire de radiobiologie des expositions accidentelles LRACC

LRAcc

Le laboratoire est situé à Fontenay-aux-Roses et mène des recherches en radiobiologie, en dosimétrie biologique, en radiopathologie et en médecine régénérative

Laboratoire de dosimétrie des rayonnements ionisants (LDRI)

LDRI

Le Laboratoire de dosimétrie des rayonnements ionisants a pour thématique principale de recherche, l’évaluation dosimétrique en cas d’exposition externe.

LEPID

LEPID

Le LEPID mène des recherches pour développer les connaissances relatives aux effets sur la santé humaine des expositions professionnelles, médicales ou environnementales à de faibles doses de rayonnements ionisants. Ces travaux s’appuient sur le suivi épidémiologique de cohortes et des analyses statistiques innovantes, en collaboration avec des partenaires en France et dans d’autres pays.

En savoir plus :