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.