David BRASSE Projet rpPET

Projets de recherche
dans le domaine de la physique, des
mathématiques ou des sciences de l’ingénieur
appliqués au Cancer
Projet « rpPET »
Etude par Tomographie d'Emission de Positons
de la relation entre la dose physique et les effets biologiques
lors d'une thérapie proton chez la souris
Durée:
Partenaires:
Budget alloué:
36 mois
IPHC et CLCC Paul Strauss
224 343 €
Contexte scientifique
Intérêt démontré de la proton-thérapie en clinique.
Non uniformité de l’EBR sur le pic de Bragg étendu.
Pertinence de l’EBR ?
Imagerie moléculaire pour l’observation, la quantification et la
caractérisation des processus biologiques.
TEP multi-moléculaire peut faciliter la caractérisation de l’effet d’un
faisceau de protons sur les tumeurs.
Radiobiologie « macroscopique » ?
Description du projet
 Le développement d’une ligne protons pour l’irradiation de tumeurs
sous cutanées chez la souris.
 L’utilisation de l’imagerie TEP dans une approche multi-moléculaire
pour observer de façon directe l’impact de la protonthérapie sur divers
paramètres biologiques de la tumeur et l’évolution de ces paramètres dans
le cadre d’un suivi thérapeutique.
 L’implémentation des différents paramètres quantifiés par imagerie TEP
dans les logiciels de simulation Monte Carlo.
Résultats attendus
 Evaluation de l’apoptose, du métabolisme et de la prolifération cellulaire
suite à l’irradiation d’une tumeur par un faisceau de protons.
 Une variation de dose autour de la valeur optimale doit nous permettre
d’évaluer si les résultats TEP peuvent être de bons indicateurs quant à la
justesse du plan de traitement.
 Les résultats seront aussi utilisés pour optimiser les modèles Geant4 qui
relient les effets biologiques à la dose.
Approche méthodologique
4 workpackages
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WP1: Plateforme d’irradiation protons
• Développement de la ligne d’irradiation
• Validation de la ligne
• Irradiation des souris
WP2: Etude Biologique
• Modèle biologique
• Analyses ex-vivo
WP3: Imagerie moléculaire TEP
• Radiomarquage des molécules d’intérêt
• Procédure TEP
• Analyse des données
WP4: Protocole expérimental
• Evaluation de la biodistribution de chaque molécule radioactive
• Définition des plages de manip TEP
• Protocole expérimental global
WP1: Plateforme d’irradiation protons
1.1 Construction de la ligne
1.2: Validation de la ligne proton:
Définition du profile du pic de Bragg
Dose absolue déposée dans un volume défini
1.3: Irradiation des animaux
- Définition du plan de traitement (Geant4, microCT) + Thèse (2014-2017)
- Sélection de tumeurs de 5 mm de diamètre
WP2: Etude biologique
Cellules de lymphome humain non-Hodgkinien
(suffisamment radiosensible pour réagir à une seule irradiation proton)
Evaluation de la radiosensibilité -> permet d’évaluer la dose proton nécessaire
irradiation de la tumeur in-vivo
Analyse histo-pathologique de la lésion post-mortem
Analyse ex-vivo des indicateurs de métabolisme, prolifération cellulaire et apoptose
WP3: Protocole d’imagerie
Métabolisme:
FDG
Prolifération cellulaire: FLT
Apoptose:
ML-10
7 souris/groupe
3 molécules radiomarquées
3 doses proton
acheter
à développer
développer
WP4: Protocole expérimental
 Etude de la biodistribution de chaque molécule (n=3 / molécule)
 Définition de la plage de manip TEP (plage de variation des marqueurs) (n=3)
J-1
Image TEP de
référence
j0
Irradiation
(dose optimale)
j3
j7
j12
Examens TEP
 Protocole expérimental global (n=7)
- 3 groupes sans irradiation (control)
évaluer l’évolution tumorale / évaluer l’évolution des molécules
- 3 groupes avec irradiation (dose optimale)
- 3 groupes avec irradiation (dose plus faible)
- 3 groupes avec irradiation (dose plus forte)
j17
Planning

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