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Enhancing Nuclear Safety


Research

Theses in progress

Contribution of tissue and cellular dosimetry in treatment of patients using alpha therapy


Host laboratory: Internal dose assessment laboratory (LEDI)

Beginning of the thesis: October 2014

Student name: Nadia Benabdallah



Subject description

La médecine nucléaire thérapeutique repose sur l’administration d’un radiopharmaceutique, qui va se distribuer dans le corps du patient et se fixer plus spécifiquement dans les régions tumorales afin de les détruire. A l’heure actuelle, les traitements en médecine nucléaire utilise principalement l’131I pour les pathologies thyroïdiennes, l’131I-MIBG pour les tumeurs neuroendocrines ou le 89Sr pour les douleurs liées aux métastases osseuses. Néanmoins, on assiste à un fort développement de nouveaux radiopharmaceutiques. Parmi ces nouveaux radiopharmaceutiques, les émetteurs alpha sont en plein essor. Ils ont l’avantage par rapport aux émetteurs beta- de délivrer une plus grande quantité d’énergie sur un faible parcours (50 à 100 µm dans les tissus sains). Ces propriétés leur confèrent donc une plus grande cytotoxicité pour les cellules tumorales tout en limitant l’irradiation non désirée aux tissus sains. Ainsi, le Xofigo® (223RaCl2) est le premier à avoir obtenu en novembre 2013 l’autorisation de mise sur le marché, valide dans toute l’Union européenne, pour le traitement de patients atteints de métastases osseuses du cancer de la prostate. En France, le cyclotron Arronax produira de l’211At pour des études précliniques et cliniques. De même, Areva Med s’est spécialisé dans le développement de la radioimmunothérapie alpha à partir du 212Pb. Un essai clinique de phase I a été lancé en 2012 pour tester le traitement contre des cancers particulièrement agressifs de la cavité abdominale.    


Compte-tenu des challenges posés par l’arrivée de ces nouveaux radiopharmaceutiques, il est apparu nécessaire d’optimiser la dosimétrie au patient. En effet, comme décrit dans le décret 2003-462 du code de la Santé Publique (transposition en droit français de la directive européenne 97/43/Euratom), l’évaluation dosimétrique doit être réalisée au cas par cas, en veillant à ce que l’exposition des tissus sains soit maintenue au niveau le plus faible possible, compatible avec le but thérapeutique. Dans ce cadre, le laboratoire développe des méthodes et outils permettant d’optimiser la dose reçue par les organes du patient, en particulier en la personnalisant. Les techniques de calcul Monte Carlo mises en œuvre permettent ainsi d’effectuer une dosimétrie précise prenant en compte les données anatomiques et fonctionnelles du patient. Cette méthode, la plus avancée à l’heure actuelle, a été appliquée, au cours de la thèse d’Alice Petitguillaume, à la Radiothérapie Interne Sélective en collaboration avec l’Hôpital Européen Georges Pompidou (HEGP). Les résultats obtenus sur une vingtaine de patients ont permis de démontrer la faisabilité de la méthode en routine clinique. Il a ainsi été montré qu’il était possible d’augmenter l’activité à injecter au patient, de façon personnalisé, et donc d’augmenter la dose à la tumeur tout en respectant les doses de tolérance aux tissus sains.


Pour les radiopharmaceutiques émetteurs alpha, le défi pour relier la dose aux effets biologiques est d’autant plus important que les particules ont une courte portée. En effet, au-delà de la connaissance de l’anatomie du patient et de la biocinétique de l’isotope, il est nécessaire de connaître sa distribution à l’échelle sub-cellulaire afin d’utiliser des méthodes dosimétriques adaptées. Pour répondre à ces enjeux, les études proposées se porteront sur le Xofigo®, pour lequel plusieurs hôpitaux français ont déjà eu l’accord d’utilisation. Toutes les techniques développées pour ce radiopharmaceutique pourront être utilisées pour d’autres types de radiothérapies alpha.



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