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Évaluation de l’influence d’un algorithme de correction d’artefacts sur le calcul de la dose en photon- et protonthérapie
810
Abstracts / Cancer/Radiothérapie 23 (2019) 800–840
Introduction et but de l’étude L’objectif de cette étude était d’obtenir des cartographies tridimensionnelles personnalisées des doses délivrées par l’imagerie en radiothérapie guidée par l’image. Matériel et méthodes Ce travail est issu du projet AID-IGRT (ANR-15-CE19-0009) visant à développer un outil de calcul tridimensionnele des doses dues à l’image par simulation Monte Carlo. Toutes les modalités de radiothérapie guidée par l’image courantes ont été étudiées : imageries tridimensionnelles, tomothérapie conique (CBCT, de basse énergie [kV]) OBI (Varian) et Xvi (Elekta), ® scanographie de haute énergie (MVCT) Tomotherapy (Accuray) et imageries bidimensionnelles de basse énergie stéréoscopiques ® ® ExacTrac (Brainlab) et CyberKnife (Accuray). Une cartographie tridimensionnelle des doses dues à l’image pour chaque modalité a été calculée pour 30 patients adultes (atteints de cancers pelviens, crâniens et ORL) à partir des images tomodensitométriques de simulation. Des histogrammes dose–volume ont été générés pour quantifier la dose aux organes à risque pour différents protocoles de traitement en radiothérapie normofractionnée et hypofractionnée. Résultats et analyse statistique Pour un traitement de prostate (39 séances avec imagerie quotidienne), la dose moyenne cumulée (écart-type) délivrée était de 1070 (201) mGy, 522,5 (31,0) mGy et 13,9 (2,6) mGy dans le rectum et de 1677 (277) mGy, 513,9 (29,5) mGy et 2,3 (0,6) mGy dans les têtes fémorales pour ® les modalités respectivement CBCT/XVi, MVCT et ExacTrac . Pour un traitement crânien (33 séances avec imagerie quotidienne), la dose moyenne cumulée (écart-type) délivrée était de 229,9 (15,3) mGy, 598,7 (21,9) mGy et 0,04 (0,04) mGy dans les voies optiques et de 732,6 (59,5) mGy, 565,5 (8,7) mGy et 1,5 (0,8) mGy dans lesoreilles internes pour les modalités respectivement CBCT/XVi, MVCT ® et ExacTrac . Conclusion Les valeurs et la répartition spatiale des doses dues à l’image dépendent de la technique de radiothérapie guidée par l’image et de la localisation clinique. Ces doses peuvent dépasser 1 Gy pour certains organes à risque. Ainsi la prise en compte personnalisée de ces doses lors de la validation médicale du plan de traitement doit être réfléchie en particulier en cas de dose limite aux organes à risques, de réirradiation, d’irradiations multiples ou de traitement pédiatrique. Déclaration de liens d’intérêts Les auteurs déclarent ne pas avoir de liens d’intérêts. https://doi.org/10.1016/j.canrad.2019.07.051 P025
Quantification de l’écart de dose entre les algorithmes Monte Carlo et Pencil Beam pour la radiothérapie stéréotaxique pulmonaire G. Dupic 1,∗ , A. Bellière-Calandry 1 , V. Dedieu 2 , D. Martin 1 , J. Biau 1 , M. Lapeyre 1 1 Département de radiothérapie, centre Jean-Perrin, Clermont-Ferrand 2 Département de physique médicale, centre Jean-Perrin, Clermont-Ferrand, France ∗ Auteur correspondant. Adresse e-mail : [email protected] (G. Dupic) Introduction et but de l’étude Historiquement, les premiers calculs de dose aux nodules pulmonaires traités par irradiation stéréotaxique utilisaient l’algorithme Pencil Beam. Aujourd’hui, l’algorithme Monte Carlo permet une meilleure évaluation de la dose en prenant en compte les hétérogénéités pulmonaires. L’objectif de l’étude était de quantifier les écarts de calcul de dose entre ces deux algorithmes pour vérifier si la dose prescrite doit toujours être la même. Matériel et méthodes Les dosimétries planifiées avec Pencil Beam de 84 patients traités de 2012 à 2015 pour radiothérapie stéréotaxique pulmonaire en arcthérapie dynamique coplanaire ont été
recalculées avec l’algorithme Monte Carlo. Des cancers primitifs (69 %) et des métastases (31 %) ont été inclus. La dose médiane prescrite respectivement sur les cancers primitifs et les métastases était de 54 Gy et 45 Gy en trois fractions sur l’isodose 80 %. Les doses ont été relevées dans le volume cible prévisionnel. Le volume cible prévisionnel médian était de 36 cm3 (extrêmes : 4–131 cm3 ). La distance médiane entre les nodules et la paroi thoracique était de 14 mm (extrêmes : 0–55 mm). Résultats et analyse statistique Par rapport à l’algorithme Monte Carlo, Pencil Beam surestimait significativement la dose délivrée dans le volume cible prévisionnel de 16 % pour la dose moyenne (61,5 contre 52,9 Gy, p < 0,05), 7 % pour la dose maximale (61,8 contre 66,1 Gy, p < 0,05) et 30 % pour la dose minimale (43,5 contre 33,5 Gy, p < 0,05). La surestimation de la dose moyenne dans le volume cible prévisionnel était de 19,7 % s’il était de moins de 3 cm (59,2 contre 46,4 Gy, p < 0,05), de 14 % s’il était entre 3 et 5 cm (63,11 contre 55,5 Gy, p < 0,05) et de 16,7 % s’il était de plus de 5 cm (66,6 contre 57,0 Gy, p = 0,1). Elle était de 13,4 % (62,0 contre 54,7 Gy, p < 0,05) et 19,3 % (60,8 contre 51,0 Gy, p < 0,05) pour les nodules respectivement à moins et plus de 15 mm de la paroi thoracique. Conclusion Par rapport à l’algorithme Monte Carlo, l’algorithme Pencil Beam surestime la dose moyenne rec¸ue dans le volume cible prévisionnel. Ces données suggèrent que la dose prescrite calculée par l’algorithe Monte Carlo pourrait être diminuée d’au moins 10 %. Déclaration de liens d’intérêts Les auteurs déclarent ne pas avoir de liens d’intérêts. https://doi.org/10.1016/j.canrad.2019.07.052 P026
Évaluation de l’influence d’un algorithme de correction d’artefacts sur le calcul de la dose en photon- et protonthérapie
J. Feuillade ∗ , A. Gérard , M. Gautier , M. Vidal Radiothérapie, centre Antoine-Lacassagne, Nice, France ∗ Auteur correspondant. Adresse e-mail : [email protected] (J. Feuillade) Introduction et but de l’étude Le scanographe Discovery CT590 RT (GE Healthcare) est doté de la technologie de réduction des artefacts métalliques. Cette correction des unités Hounsfield (UH) a potentiellement une influence sur le calcul de la dose dans et autour des matériaux à haute densité. Le but de cette étude était d’évaluer l’impact de cette reconstruction sur le calcul de la dose de photons et de protons et de proposer une méthodologie en fonction de la technique de traitement. Matériel et méthodes Des fantômes contenant différents inserts métalliques ont été fabriqués. Les images acquises ont été reconstruites deux fois : avec et sans réduction des artefacts métalliques. Nous avons calculé des plans pour différentes techniques de traitement : radiothérapie conformationnelle en trois dimensions, radiothérapie conformationnelle avec modulation d’intensité (RCMI), Tomotherapy et protonthérapie. Les mesures expérimentales ont été comparées au calcul de la dose sur des scanographies non corrigées, corrigées avec réduction des artefacts métalliques et avec correction manuelle des artefacts en les forc¸ant à une densité proche de celle des tissus environnants. Résultats et analyse statistique En photonthérapie, les différences observées n’affectent pas le calcul dosimétrique de manière significative, mais augmentent le nombre de faisceaux réduit les différences de densités. La réduction des artefacts métalliques joue un rôle important durant la phase de délinéation. En protonthérapie, il existe une différence entre les doses obtenues avec ou sans réduction des artefacts métalliques et il est donc nécessaire d’utiliser deux courbes d’étalonnage différentes. Deux algorithmes de calcul de dose ont également été comparés. Il n’y avait pas d’impact significatif sur la dose ponctuelle calculée. En revanche,
Abstracts / Cancer/Radiothérapie 23 (2019) 800–840
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une modification du parcours dûe à la différence de densités a été remarquée. Conclusion Ce travail propose une méthodologie pour l’utilisation d’images corrigées par l’algorithme réduction des artefacts métalliques. Elle doit être adaptée en fonction de la modalité de traitement. En protonthérapie, forcer les artéfacts à la densité des tissus réels pour leur attribuer les pouvoirs d’arrêts adéquats est nécessaire. Déclaration de liens d’intérêts Les auteurs déclarent ne pas avoir de liens d’intérêts.
d’irradiation. Ce modèle est en cours de validation par des expérimentations radiobiologiques. Déclaration de liens d’intérêts Les auteurs déclarent ne pas avoir de liens d’intérêts.
https://doi.org/10.1016/j.canrad.2019.07.053
C. Brossard 1,∗ , M. Dos Santos 2 , C. Demarquay 1 , V. Buard 1 , G. Tarlet 1 , C. Squiban 1 , C. Linard 1 , N. Mathieu 1 , R. Granger 3 , A. Sache 3 , D. Denais Laliève 3 , F. Milliat 1 , A. Chapel 1 1 Service de recherche en radiobiologie et en médecine régénérative (Seramed), laboratoire de radiobiologie des expositions médicales (LRMed), Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire, Fontenay-aux-Roses, France 2 PSE-Sante, service de recherche en radiobiologie et en médecine régénérative (Seramed), laboratoire de radiobiologie des expositions accidentelles (LRAcc), Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire, Fontenay-aux-Roses, France 3 PSE-Sante, service de recherche sur les effets biologiques et sanitaires des rayonnements ionisants (Sesane), groupe de support à la recherche et à l’éthique animale (GSEA), institut de radioprotection et de sûreté nucléaire, Fontenay-aux-Roses, France ∗ Auteur correspondant. Adresse e-mail : [email protected] (C. Brossard)
Radiobiologie P027
Modélisation/simulation de prolifération tumorale et de réponse à la radiothérapie C. Sosa Marrero 1,∗,2,3,4 , O. Acosta 1,2,3,4 , M. Castro 1,2,3,4 , A. Hernández 1,2,3,4 , N. Rioux-Leclercq 1,2,3,4 , J. Castelli 1,2,3,4 , F. Paris 5 , R. de Crevoisier 1,2,3,4 1 Université de Rennes, Rennes 2 CHU de Rennes, Rennes 3 Centre Eugène-Marquis, Rennes 4 LTSI - UMR 1099, Inserm, Rennes 5 CRCINA, université de Nantes, Nantes, France ∗ Auteur correspondant. Adresse e-mail : [email protected] (C. Sosa Marrero) Introduction et but de l’étude Des modèles in silico peuvent être générés pour prédire la croissance tumorale et la réponse à la radiothérapie. Ils permettent de créer des tumeurs virtuelles sur lesquels différents schémas d’irradiation peuvent être simulés avant leur application en clinique. L’objectif de ce travail était de développer un tel modèle de croissance tumorale et de réponse à la radiothérapie, appliqué au cancer de la prostate. Matériel et méthodes Des coupes histologiques extraites de sept pièces de prostatectomie ont permis l’initialisation de 21 tissus numériques. Les régions tumorales ont été délinées sur les coupes hémalun-eosine-safran (HES) et les cellules endothéliales ont été identifiées par marquage de CD31. Un modèle multiéchelles dans lequel chaque cellule correspond à un voxel de tissu numérique a été développé. Les mécanismes biologiques suivants ont été implémentés dans le modèle : l’oxygénation tissulaire (dépendante du temps et de l’espace), la prolifération des cellules tumorales (distribution dans les phases du cycle cellulaire), l’angiogenèse (basée sur la diffusion du vascular endothelial growth factor [VEGF]), la réponse à l’irradiation (dépendante du type cellulaire, de la phase du cycle et de l’oxygénation), basée sur le modèle linéaire-quadratique et considérant la mort mitotique et la résorption des cellules mortes. Différents fractionnements ont été testés (standard et hypofractionnés modérés), à raison de cinq séances par semaine, pendant plusieurs semaines. Des courbes tumour control probability (TCP) ont été obtenues afin d’évaluer la réponse des 21 tissus, à partir de 10 500 simulations. Résultats et analyse statistique La dose totale nécessaire pour avoir une probabilité de 50 % de mort cellulaire (TCP50) était de 69, 58, 54, 52 ou 50 Gy pour un fractionnement de 1, 2, 3, 4 ou 5 Gy par séance, respectivement. Les résultats ont été comparés aux données des essais thérapeutiques pour ajuster les paramètres du modèle. Conclusion Notre modèle de croissance tumorale et de réponse à la radiothérapie permet de simuler différents schémas
https://doi.org/10.1016/j.canrad.2019.07.054 P028
Thérapie cellulaire de la cystite radique chronique chez le rat
Introduction et but de l’étude La cystite radique chronique est une pathologie consécutive d’une irradiation de la zone pelvienne. Elle se caractérise par une inflammation chronique évoluant parfois vers une fibrose et dans les cas les plus graves vers des fistules avec des symptômes comme des douleurs et des saignements. Il n’existe pas de traitement efficace et nous proposons de tester les cellules souches mésenchymateuses comme nouvelle méthode thérapeutique. Nos études antérieures sur la rectite radique ont démontré que les souches mésenchymateuses permettent de reverser l’inflammation chronique et la fibrose après irradiation. Matériel et méthodes La modélisation préclinique de la cystite radique chronique chez le rat a été mise en place par une irradiation localisée guidée par l’image de la vessie de 20 à 40 Gy avec un suivi de trois à six mois après l’irradiation. Des analyses d’expression de gènes et protéines ainsi que des paramètres histologiques et fonctionnels ont été réalisés. Résultats et analyse statistique L’analyse des paramètres urinaires a permis de mettre en évidence des hématuries passagères mais pas de diminution du volume urinaire au cours des 6 mois. L’analyse transcriptomique a indiqué un profil en faveur de l’inflammation chronique (interleukine [IL]1, chimiokine[CCL2], IL6) et de l’hypoxie (hypoxia-inducible factor 1-alpha [HIF1␣]) à 6 mois mais pas de profil profibrotique (␣SMA). Les observations histologiques ont révélé une désorganisation de l’urothélium à 6 mois, avec une diminution de son épaisseur et des lésions vasculaires mais pas de fibrose, ce qui est cohérent avec les résultats d’expression des gènes. Conclusion Ces premiers résultats attestent de la pertinence de l’étude en montrant une initiation de la cystite radique chronique à 6 mois avec une inflammation chronique, des signes d’hypoxie, des hématuries et une désorganisation de l’urothélium, sans diminution du volume urinaire. L’analyse de la cinétique sur des temps plus tardifs permettra de caractériser l’évolution vers la fibrose et d’avoir une cystite radique chronique établie. Dans un second temps nous mettrons en place le traitement de cette pathologie par souches mésenchymateuses. Déclaration de liens d’intérêts Les auteurs déclarent ne pas avoir de liens d’intérêts. https://doi.org/10.1016/j.canrad.2019.07.055
Abstracts / Cancer/Radiothérapie 23 (2019) 800–840
Introduction et but de l’étude L’objectif de cette étude était d’obtenir des cartographies tridimensionnelles personnalisées des doses délivrées par l’imagerie en radiothérapie guidée par l’image. Matériel et méthodes Ce travail est issu du projet AID-IGRT (ANR-15-CE19-0009) visant à développer un outil de calcul tridimensionnele des doses dues à l’image par simulation Monte Carlo. Toutes les modalités de radiothérapie guidée par l’image courantes ont été étudiées : imageries tridimensionnelles, tomothérapie conique (CBCT, de basse énergie [kV]) OBI (Varian) et Xvi (Elekta), ® scanographie de haute énergie (MVCT) Tomotherapy (Accuray) et imageries bidimensionnelles de basse énergie stéréoscopiques ® ® ExacTrac (Brainlab) et CyberKnife (Accuray). Une cartographie tridimensionnelle des doses dues à l’image pour chaque modalité a été calculée pour 30 patients adultes (atteints de cancers pelviens, crâniens et ORL) à partir des images tomodensitométriques de simulation. Des histogrammes dose–volume ont été générés pour quantifier la dose aux organes à risque pour différents protocoles de traitement en radiothérapie normofractionnée et hypofractionnée. Résultats et analyse statistique Pour un traitement de prostate (39 séances avec imagerie quotidienne), la dose moyenne cumulée (écart-type) délivrée était de 1070 (201) mGy, 522,5 (31,0) mGy et 13,9 (2,6) mGy dans le rectum et de 1677 (277) mGy, 513,9 (29,5) mGy et 2,3 (0,6) mGy dans les têtes fémorales pour ® les modalités respectivement CBCT/XVi, MVCT et ExacTrac . Pour un traitement crânien (33 séances avec imagerie quotidienne), la dose moyenne cumulée (écart-type) délivrée était de 229,9 (15,3) mGy, 598,7 (21,9) mGy et 0,04 (0,04) mGy dans les voies optiques et de 732,6 (59,5) mGy, 565,5 (8,7) mGy et 1,5 (0,8) mGy dans lesoreilles internes pour les modalités respectivement CBCT/XVi, MVCT ® et ExacTrac . Conclusion Les valeurs et la répartition spatiale des doses dues à l’image dépendent de la technique de radiothérapie guidée par l’image et de la localisation clinique. Ces doses peuvent dépasser 1 Gy pour certains organes à risque. Ainsi la prise en compte personnalisée de ces doses lors de la validation médicale du plan de traitement doit être réfléchie en particulier en cas de dose limite aux organes à risques, de réirradiation, d’irradiations multiples ou de traitement pédiatrique. Déclaration de liens d’intérêts Les auteurs déclarent ne pas avoir de liens d’intérêts. https://doi.org/10.1016/j.canrad.2019.07.051 P025
Quantification de l’écart de dose entre les algorithmes Monte Carlo et Pencil Beam pour la radiothérapie stéréotaxique pulmonaire G. Dupic 1,∗ , A. Bellière-Calandry 1 , V. Dedieu 2 , D. Martin 1 , J. Biau 1 , M. Lapeyre 1 1 Département de radiothérapie, centre Jean-Perrin, Clermont-Ferrand 2 Département de physique médicale, centre Jean-Perrin, Clermont-Ferrand, France ∗ Auteur correspondant. Adresse e-mail : [email protected] (G. Dupic) Introduction et but de l’étude Historiquement, les premiers calculs de dose aux nodules pulmonaires traités par irradiation stéréotaxique utilisaient l’algorithme Pencil Beam. Aujourd’hui, l’algorithme Monte Carlo permet une meilleure évaluation de la dose en prenant en compte les hétérogénéités pulmonaires. L’objectif de l’étude était de quantifier les écarts de calcul de dose entre ces deux algorithmes pour vérifier si la dose prescrite doit toujours être la même. Matériel et méthodes Les dosimétries planifiées avec Pencil Beam de 84 patients traités de 2012 à 2015 pour radiothérapie stéréotaxique pulmonaire en arcthérapie dynamique coplanaire ont été
recalculées avec l’algorithme Monte Carlo. Des cancers primitifs (69 %) et des métastases (31 %) ont été inclus. La dose médiane prescrite respectivement sur les cancers primitifs et les métastases était de 54 Gy et 45 Gy en trois fractions sur l’isodose 80 %. Les doses ont été relevées dans le volume cible prévisionnel. Le volume cible prévisionnel médian était de 36 cm3 (extrêmes : 4–131 cm3 ). La distance médiane entre les nodules et la paroi thoracique était de 14 mm (extrêmes : 0–55 mm). Résultats et analyse statistique Par rapport à l’algorithme Monte Carlo, Pencil Beam surestimait significativement la dose délivrée dans le volume cible prévisionnel de 16 % pour la dose moyenne (61,5 contre 52,9 Gy, p < 0,05), 7 % pour la dose maximale (61,8 contre 66,1 Gy, p < 0,05) et 30 % pour la dose minimale (43,5 contre 33,5 Gy, p < 0,05). La surestimation de la dose moyenne dans le volume cible prévisionnel était de 19,7 % s’il était de moins de 3 cm (59,2 contre 46,4 Gy, p < 0,05), de 14 % s’il était entre 3 et 5 cm (63,11 contre 55,5 Gy, p < 0,05) et de 16,7 % s’il était de plus de 5 cm (66,6 contre 57,0 Gy, p = 0,1). Elle était de 13,4 % (62,0 contre 54,7 Gy, p < 0,05) et 19,3 % (60,8 contre 51,0 Gy, p < 0,05) pour les nodules respectivement à moins et plus de 15 mm de la paroi thoracique. Conclusion Par rapport à l’algorithme Monte Carlo, l’algorithme Pencil Beam surestime la dose moyenne rec¸ue dans le volume cible prévisionnel. Ces données suggèrent que la dose prescrite calculée par l’algorithe Monte Carlo pourrait être diminuée d’au moins 10 %. Déclaration de liens d’intérêts Les auteurs déclarent ne pas avoir de liens d’intérêts. https://doi.org/10.1016/j.canrad.2019.07.052 P026
Évaluation de l’influence d’un algorithme de correction d’artefacts sur le calcul de la dose en photon- et protonthérapie
J. Feuillade ∗ , A. Gérard , M. Gautier , M. Vidal Radiothérapie, centre Antoine-Lacassagne, Nice, France ∗ Auteur correspondant. Adresse e-mail : [email protected] (J. Feuillade) Introduction et but de l’étude Le scanographe Discovery CT590 RT (GE Healthcare) est doté de la technologie de réduction des artefacts métalliques. Cette correction des unités Hounsfield (UH) a potentiellement une influence sur le calcul de la dose dans et autour des matériaux à haute densité. Le but de cette étude était d’évaluer l’impact de cette reconstruction sur le calcul de la dose de photons et de protons et de proposer une méthodologie en fonction de la technique de traitement. Matériel et méthodes Des fantômes contenant différents inserts métalliques ont été fabriqués. Les images acquises ont été reconstruites deux fois : avec et sans réduction des artefacts métalliques. Nous avons calculé des plans pour différentes techniques de traitement : radiothérapie conformationnelle en trois dimensions, radiothérapie conformationnelle avec modulation d’intensité (RCMI), Tomotherapy et protonthérapie. Les mesures expérimentales ont été comparées au calcul de la dose sur des scanographies non corrigées, corrigées avec réduction des artefacts métalliques et avec correction manuelle des artefacts en les forc¸ant à une densité proche de celle des tissus environnants. Résultats et analyse statistique En photonthérapie, les différences observées n’affectent pas le calcul dosimétrique de manière significative, mais augmentent le nombre de faisceaux réduit les différences de densités. La réduction des artefacts métalliques joue un rôle important durant la phase de délinéation. En protonthérapie, il existe une différence entre les doses obtenues avec ou sans réduction des artefacts métalliques et il est donc nécessaire d’utiliser deux courbes d’étalonnage différentes. Deux algorithmes de calcul de dose ont également été comparés. Il n’y avait pas d’impact significatif sur la dose ponctuelle calculée. En revanche,
Abstracts / Cancer/Radiothérapie 23 (2019) 800–840
811
une modification du parcours dûe à la différence de densités a été remarquée. Conclusion Ce travail propose une méthodologie pour l’utilisation d’images corrigées par l’algorithme réduction des artefacts métalliques. Elle doit être adaptée en fonction de la modalité de traitement. En protonthérapie, forcer les artéfacts à la densité des tissus réels pour leur attribuer les pouvoirs d’arrêts adéquats est nécessaire. Déclaration de liens d’intérêts Les auteurs déclarent ne pas avoir de liens d’intérêts.
d’irradiation. Ce modèle est en cours de validation par des expérimentations radiobiologiques. Déclaration de liens d’intérêts Les auteurs déclarent ne pas avoir de liens d’intérêts.
https://doi.org/10.1016/j.canrad.2019.07.053
C. Brossard 1,∗ , M. Dos Santos 2 , C. Demarquay 1 , V. Buard 1 , G. Tarlet 1 , C. Squiban 1 , C. Linard 1 , N. Mathieu 1 , R. Granger 3 , A. Sache 3 , D. Denais Laliève 3 , F. Milliat 1 , A. Chapel 1 1 Service de recherche en radiobiologie et en médecine régénérative (Seramed), laboratoire de radiobiologie des expositions médicales (LRMed), Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire, Fontenay-aux-Roses, France 2 PSE-Sante, service de recherche en radiobiologie et en médecine régénérative (Seramed), laboratoire de radiobiologie des expositions accidentelles (LRAcc), Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire, Fontenay-aux-Roses, France 3 PSE-Sante, service de recherche sur les effets biologiques et sanitaires des rayonnements ionisants (Sesane), groupe de support à la recherche et à l’éthique animale (GSEA), institut de radioprotection et de sûreté nucléaire, Fontenay-aux-Roses, France ∗ Auteur correspondant. Adresse e-mail : [email protected] (C. Brossard)
Radiobiologie P027
Modélisation/simulation de prolifération tumorale et de réponse à la radiothérapie C. Sosa Marrero 1,∗,2,3,4 , O. Acosta 1,2,3,4 , M. Castro 1,2,3,4 , A. Hernández 1,2,3,4 , N. Rioux-Leclercq 1,2,3,4 , J. Castelli 1,2,3,4 , F. Paris 5 , R. de Crevoisier 1,2,3,4 1 Université de Rennes, Rennes 2 CHU de Rennes, Rennes 3 Centre Eugène-Marquis, Rennes 4 LTSI - UMR 1099, Inserm, Rennes 5 CRCINA, université de Nantes, Nantes, France ∗ Auteur correspondant. Adresse e-mail : [email protected] (C. Sosa Marrero) Introduction et but de l’étude Des modèles in silico peuvent être générés pour prédire la croissance tumorale et la réponse à la radiothérapie. Ils permettent de créer des tumeurs virtuelles sur lesquels différents schémas d’irradiation peuvent être simulés avant leur application en clinique. L’objectif de ce travail était de développer un tel modèle de croissance tumorale et de réponse à la radiothérapie, appliqué au cancer de la prostate. Matériel et méthodes Des coupes histologiques extraites de sept pièces de prostatectomie ont permis l’initialisation de 21 tissus numériques. Les régions tumorales ont été délinées sur les coupes hémalun-eosine-safran (HES) et les cellules endothéliales ont été identifiées par marquage de CD31. Un modèle multiéchelles dans lequel chaque cellule correspond à un voxel de tissu numérique a été développé. Les mécanismes biologiques suivants ont été implémentés dans le modèle : l’oxygénation tissulaire (dépendante du temps et de l’espace), la prolifération des cellules tumorales (distribution dans les phases du cycle cellulaire), l’angiogenèse (basée sur la diffusion du vascular endothelial growth factor [VEGF]), la réponse à l’irradiation (dépendante du type cellulaire, de la phase du cycle et de l’oxygénation), basée sur le modèle linéaire-quadratique et considérant la mort mitotique et la résorption des cellules mortes. Différents fractionnements ont été testés (standard et hypofractionnés modérés), à raison de cinq séances par semaine, pendant plusieurs semaines. Des courbes tumour control probability (TCP) ont été obtenues afin d’évaluer la réponse des 21 tissus, à partir de 10 500 simulations. Résultats et analyse statistique La dose totale nécessaire pour avoir une probabilité de 50 % de mort cellulaire (TCP50) était de 69, 58, 54, 52 ou 50 Gy pour un fractionnement de 1, 2, 3, 4 ou 5 Gy par séance, respectivement. Les résultats ont été comparés aux données des essais thérapeutiques pour ajuster les paramètres du modèle. Conclusion Notre modèle de croissance tumorale et de réponse à la radiothérapie permet de simuler différents schémas
https://doi.org/10.1016/j.canrad.2019.07.054 P028
Thérapie cellulaire de la cystite radique chronique chez le rat
Introduction et but de l’étude La cystite radique chronique est une pathologie consécutive d’une irradiation de la zone pelvienne. Elle se caractérise par une inflammation chronique évoluant parfois vers une fibrose et dans les cas les plus graves vers des fistules avec des symptômes comme des douleurs et des saignements. Il n’existe pas de traitement efficace et nous proposons de tester les cellules souches mésenchymateuses comme nouvelle méthode thérapeutique. Nos études antérieures sur la rectite radique ont démontré que les souches mésenchymateuses permettent de reverser l’inflammation chronique et la fibrose après irradiation. Matériel et méthodes La modélisation préclinique de la cystite radique chronique chez le rat a été mise en place par une irradiation localisée guidée par l’image de la vessie de 20 à 40 Gy avec un suivi de trois à six mois après l’irradiation. Des analyses d’expression de gènes et protéines ainsi que des paramètres histologiques et fonctionnels ont été réalisés. Résultats et analyse statistique L’analyse des paramètres urinaires a permis de mettre en évidence des hématuries passagères mais pas de diminution du volume urinaire au cours des 6 mois. L’analyse transcriptomique a indiqué un profil en faveur de l’inflammation chronique (interleukine [IL]1, chimiokine[CCL2], IL6) et de l’hypoxie (hypoxia-inducible factor 1-alpha [HIF1␣]) à 6 mois mais pas de profil profibrotique (␣SMA). Les observations histologiques ont révélé une désorganisation de l’urothélium à 6 mois, avec une diminution de son épaisseur et des lésions vasculaires mais pas de fibrose, ce qui est cohérent avec les résultats d’expression des gènes. Conclusion Ces premiers résultats attestent de la pertinence de l’étude en montrant une initiation de la cystite radique chronique à 6 mois avec une inflammation chronique, des signes d’hypoxie, des hématuries et une désorganisation de l’urothélium, sans diminution du volume urinaire. L’analyse de la cinétique sur des temps plus tardifs permettra de caractériser l’évolution vers la fibrose et d’avoir une cystite radique chronique établie. Dans un second temps nous mettrons en place le traitement de cette pathologie par souches mésenchymateuses. Déclaration de liens d’intérêts Les auteurs déclarent ne pas avoir de liens d’intérêts. https://doi.org/10.1016/j.canrad.2019.07.055