Lésions pulmonaires après irradiation stéréotaxique : modélisation préclinique et aspects radiopathologiques

Lung injuries after stereotactic irradiation : preclinical modelling and radiopathological aspects

• Auteur / Autrice : Annaïg Bertho
• Direction : Agnès François
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physiologie, physiopathologie et thérapeutique
• Date : Soutenance le 27/11/2019
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physiologie, Physiopathologie et Thérapeutique (Paris ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de radiobiologie des expositions médicales (IRSN) (Fontenay-aux-Roses ; 2017-....)
• Jury : Président / Présidente : Isabelle Petropoulos
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Michele Mondini, Serge Adnot, Anne Van der Meeren
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : François Paris, Cyrus Chargari

Mots clés

Mots clés contrôlés

Modèles mathématiques

Évaluation du risque

Radiothérapie

Radiopathologie

Effets des rayonnements

Poumon

Fibrose pulmonaire

Radiothérapie -- Complications (médecine)

Poumon -- Cancer

Mots clés libres

Radiothérapie stéréotaxique

Modélisation préclinique

Poumon

Fibrose pulmonaire

Lésions pulmonaires radio-Induites

SARRP

Stereotactic body radiation therapy

Preclinical modeling

Lung fibrosis

Lung

Résumé

La radiothérapie stéréotaxique pulmonaire utilise de très fortes doses par fraction (6 à 20 Gy). Malgré la diminution des volumes irradiés, les patients développent des effets secondaires comme la fibrose pulmonaire. Le manque de données radiobiologiques aux fortes doses par fraction reste une problématique. Le but est donc d’acquérir, in vivo, des données originales en radiopathologie pulmonaire grâce au SARRP. L’effet du volume d’irradiation est caractérisé grâce à 4 collimateurs, en dose unique de 90 Gy. Le collimateur 3x3 mm² a permis d’observer une fibrose pulmonaire radio-induite nécessitant la déplétion des cellules club et la réaction proliférative des pneumocytes de type II. L’étude de l’effet de la dose est réalisée grâce à une escalade de dose (20 à 120 Gy, 3x3 mm²). Une dose de 60 Gy est nécessaire pour générer une fibrose. L’étude du fractionnement montre qu’il faut une BED3Gy (Biological Effective Dose) minimum de 200 Gy pour pouvoir observer de la fibrose pulmonaire chez la souris. In vitro, différentes lignées cellulaires pulmonaires ont été irradiées, à dose par fraction variable mais BED constante. L’analyse de 44 gènes suggère un processus de transition épithélio-mésenchymateuse. A BED constante, il n’y a pas d’effet notable de la dose par fraction dans notre modèle.

Pulmonary stereotactic radiation therapy uses high doses per fraction (6 to 20 Gy). Despite the decrease in irradiated volumes, patients still develop side effects as lung fibrosis. The lack of radiobiological data for high doses per fraction exposure remains an issue. The purpose is therefore to acquire, in vivo, original data in pulmonary radiopathology thanks to the SARRP. Effect of the irradiation volume is characterized by 4 different beam collimations at a dose of 90 Gy. The 3x3 mm² collimator allows observing radiation induced pulmonary fibrosis requiring depletion of club cells and reactive proliferation of type II pneumocytes. Dose effect study was conducted using a single dose range (from 20 to 120 Gy, 3x3mm²). A dose of 60 Gy is required to generate fibrosis. Study of fractionation effect show that a minimum BED3Gy (Biological Effective Dose) of 200 Gy was required to observe pulmonary fibrosis in mice. In vitro, different pulmonary cell lines were irradiated at variable doses per fraction but constant BED. Analysis of 44 genes suggests an epithelial to mesenchymal transition process. At constant BED, there is no significant effect of dose per fraction in our model.