Radiothérapie par microfaisceaux synchrotron pour le contrôle des tumeurs cérébrales : vers un transfert clinique

par Laura Eling

Projet de thèse en BIS - Biotechnologie, instrumentation, signal et imagerie pour la biologie, la médecine et l'environnement

Sous la direction de Hélène Elleaume et de Raphaël Serduc.

Thèses en préparation à l'Université Grenoble Alpes (ComUE) , dans le cadre de École doctorale ingénierie pour la santé, la cognition, l'environnement (Grenoble) , en partenariat avec Rayonnement Synchrotron et Recherche Médicale (laboratoire) depuis le 01-01-2018 .


  • Résumé

    Les échecs de la radiothérapie pour les lésions cérébrales sont liés à la limitation de dose imposée par la radiotolérance des tissus normaux entourant la lésion. Microbeam Radiation Therapy représente une approche alternative pour surmonter ces limitations. Nous avons démontré la pertinence de la MRT (basée sur le fractionnement spatial du faisceau incident) pour le traitement des tumeurs gliales. Cette géométrie d'irradiation unique réduit considérablement les effets secondaires induits par le rayonnement dans les tissus normaux entourant la lésion tout en délivrant des doses considérables dans les cibles de rayonnement. Le candidat au doctorat optimisera et étudiera les effets des paramètres d'irradiation de la MRT administrée sous forme de stimulation combinée au traitement conventionnel des tumeurs cérébrales chez les rongeurs. Le protocole d'irradiation, considéré comme le plus efficace et le moins nuisible pour le tissu cérébral normal, sera ensuite appliqué à de grands animaux (tumeurs cérébrales portant des porcs) afin de démontrer que la MRT améliore le pronostic de survie sous des modalités de traitement semblables à celles qui seront utilisées Chez les humains (logistique et réglementation similaires, taille de la lésion, dosimétrie, utilisation d'appareils hospitaliers + rayons X synchrotron). Ce projet est une étape obligatoire et une des dernières étapes vers l'application clinique de la MRT dans la gestion du gliome et ouvre la voie à de futurs essais cliniques de phase I. Objectifs scientifiques et approche technique: 1 - Pour optimiser l'apport de rayonnement (dose et temps entre fractions) et pour déterminer les paramètres de renforcement MRT (avant ou après les irradiations BB) pour les traitements de gliomes. 2 - Démontrer que la MRT a des effets différents sur la vascularisation tumorale et le microenvironnement selon le programme d'irradiation utilisé pour le traitement du gliome. 3 - Pour démontrer chez les animaux plus grands que les rongeurs de laboratoire et portant une tumeur cérébrale que la MRT, administrée sous forme de stimulation de la radiothérapie, contribue au contrôle de la tumeur, n'augmente pas les effets secondaires et durée de vie. Cette méthode d'irradiation est directement transférable aux êtres humains.

  • Titre traduit

    Synchrotron Microbeam Radiation Therapy for the control of intracerebral tumours : towards a clinical transfer


  • Résumé

    Failures of radiotherapy for cerebral lesions are related to the dose limitation imposed by the radiotolerance of normal tissues surrounding the lesion. Microbeam Radiation Therapy represents an alternative approach to overcome these limitations. We have demonstrated the relevance of MRT (based on the spatial fractionation of the incident beam) for the treatment of glial tumors. This unique irradiation geometry significantly reduces radiation-induced side effects in the normal tissues surrounding the lesion while delivering considerable doses in the radiation targets. The PhD candidate will optimize and study the effects of irradiation parameters of MRT delivered as a boost combined with conventional treatment of brain tumors in rodents. The irradiation protocol, considered as the most efficient and the less deleterious for normal brain tissue, will be then applied to large animals (brain tumors bearing pigs) in order to demonstrate that MRT improves survival prognosis under treatment modalities similar to those which will be used in humans (similar logistic and regulations, lesion size, dosimetry, use of hospital devices + synchrotron X-rays). This project is a mandatory and one of the last steps towards clinical application of MRT in glioma management and paves the road for future phase I clinical trials.Scientific goals and technical approach 1-To optimize radiation delivery (dose and time between fractions) and to determine appropriate MRT boost parameters (before or after BB irradiations) for glioma treatments. 2-To demonstrate that MRT has different effects on tumor vasculature and microenvironment according to the irradiation schedule used for glioma treatment. 3-To demonstrate in animals larger than laboratory rodents and bearing a brain tumor that MRT, delivered as a radiation boost, helps in tumor control, does not increase side effects and prolongs their lifespan. This irradiation method is directly transferable to human beings.