Development of an in vitro irradiation station for broad beam radiobiological experiment: study of A549 non-small cell lung cancer cell response after irradiation with charged particles of different LET

Résumé

Le cancer du poumon est le plus meurtrier avec une survie moyenne à 5 ans de seulement 15%. De nouvelles modalités de traitement sont étudiées afin d’améliorer l’efficacité des traitements en terme de survie mais aussi de qualité de vie des patients. Parmi ces modalités, on retrouve l’hadron-thérapie et la radio-immunothérapie qui utilisent toutes deux des particules chargées. Cependant, les études réalisées jusqu’ici soulignent le manque de données expérimentales permettant de mieux comprendre la réponse cellulaire. Dans ce travail, les résultats obtenus après irradiation de cellules cancéreuses pulmonaires (type A549) avec différents types de particules chargées (particules béta, protons, particules alpha, ions carbone) ont été comparés avec ceux obtenus après irradiation par des rayons X standards. Les irradiations avec particules béta ont été réalisées avec une source liquide à faible débit de dose comme c’est le cas pour la radio-immunothérapie. En parallèle, une station d’irradiation in vitro à large faisceau a été développée afin de réaliser les irradiations avec des particules chargées lourdes. Les irradiations nécessitent un faisceau mono-énergétique, uniforme et stable. Ce type de faisceau peut être obtenu avec l’accélérateur Tandem du LARN mais nous avons besoin d’un système permettant de vérifier tous ces paramètres avant de réaliser une irradiation. Le système ainsi développé nous permet de visualiser le faisceau pour ajuster les paramètres de l’accélérateur afin d’obtenir un faisceau uniforme. Le dispositif permet également d’ajuster le débit de dose avant de débuter l’irradiation et de le contrôler tout au long de l’expérience. Ce système a été validé par la mesure de courbes de survie de cellules A549 après irradiation de protons, de particules alpha et d’ions carbone. Les résultats obtenus montrent une efficacité accrue des particules chargées lourdes en comparaison avec les rayons X. Les expériences réalisées sur les cellules cancéreuses pulmonaires (type A549) avec des protons de 10 keV/µm et des particules béta à faible débit de dose ont mis en évidence une réponse hypersensible aux faibles doses. Du point de vue des cellules saines avoisinant le volume tumoral à traiter, cette hypersensibilité aux faibles doses est très intéressante. En effet, les cellules normales possèdent des mécanismes de réparation efficaces et prennent le temps de se réparer lorsqu’un dommage leur a été occasionné. Par conséquent, utiliser de faibles débits de dose et/ou de faibles doses peut donner lieu à de moindres complications et ainsi obtenir une meilleure qualité de vie pour les patients tout en gardant un même contrôle local de la tumeur.

la date de réponse	24 août 2012
langue originale	Français
L'institution diplômante	Universite de Namur
Superviseur	Stephane Lucas (Promoteur), Carine Michiels (Copromoteur), Muriel Lepere (Président), Frank DECONNINCK (Jury), Thierry Vander Borght (Jury) & Philippe MARTINIVE (Jury)