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Enhancing Nuclear Safety


Research

Theses in progress

Lung damage following stereotactic irradiation: preclinical modelization and radiopathological aspects


Host laboratory: ​Radiobiology of Medical Exposure Laboratory (LRMed)

Beginning of the thesis: October 2016

Student name: Annaïg BERTHO


Subject description (in French)
La radiothérapie stéréotaxique est une technique de pointe permettant l'irradiation de très petits volumes avec une précision millimétrique grâce à la convergence de mini-faisceaux au centre de la cible. La réduction du volume irradié permet l'utilisation de fortes doses par fraction allant de 6 à 20 Gy, on parle alors de doses ablatives. D'abord prescrite pour les tumeurs intracrâniennes, la radiothérapie stéréotaxique est maintenant utilisée pour traiter les tumeurs pulmonaires non à petites celules, de stade précoce, comme alternative à la chirurgie.

Malgré la réduction du volume de tissu sain pulmonaire irradié, les patients développent des effets secondaires aigus comme des pneumopathies radiques ou tardifs comme des fibroses pulmonaires. Aujourd'hui, le manque de données radiobiologiques aux fortes doses par fraction reste une problématique. Le but est donc l'étude des conséquences radiobiologiques et radiopathologiques de l'irradiation stéréotaxique. In vivo, un modèle préclinique unique permet de recueillir des données radiopathologiques chez la souris et in vitro, la mesure des différents paramètres cellulaires permet d'identifier la réponse cellulaire aux fortes doses par fraction.

La modélisation préclinique de la radiothérapie stéréotaxique qui faisait jusqu'alors face à un verrou technologique, a pu être mise en place grâce à l'acquisition du SARRP par le SRBE. Le SARRP est un système de micro-irradiation guidée par l'imagerie et couplé à un logiciel de plan de traitement qui nous permettra de simuler la radiothérapie stéréotaxique chez la souris. Notre objectif est d'acquérir in vivo des données radiopathologiques originales, prenant en compte l'effet du volume irradié, de la dose totale délivrée ainsi que du fractionnement. Les premières irradiations réalisées permettront d'observer l'effet du volume irradié grâce à l'uti1isation de 3 collimateurs différents : 10x10 mm², 3x3 mm², 1x1 mm², pour une dose unique de 90 Gy, centrée sur le poumon gauche.

In vitro, afin de déterminer la réponse cellulaire aux fortes doses par fraction, les différentes lignées cellulaires pulmonaires : les pneumocytes 1, les cellules épithéliales bronchiques, les fibroblastes pulmonaires, les cellules musculaires lisses bronchiques et les cellules endothéliales microvasculaires, seront irradiées suivant différents protocoles de fractionnement et analysées 7 jours post-irradiation. L'expression génique et protéique ainsi que des mesures multiples, telles que l'apoptose, la sénescence, la progression dans le cycle cellulaire, permettront d'obtenir une cartographie de la réponse cellulaire.

La modélisation préclinique associée aux données radiobiologiques sur les différents types cellulaires pulmonaires permettront de mieux comprendre les risques et les effets de la radiothérapie stéréotaxique sur les tissus sains.


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