Pr. Bernard DubrayCentre Henri Becquerel
Université de Rouen, LITIS EA4108Rouen, France
RadiobiologieEffets des rayonnements ionisants
sur les organismes vivants
Rayonnement ionisant
Absorption de l’énergie par le cortège électronique
Relation dose - effet
L’effet augmente avec la dose• quantifier• expliquer
Dose
Effet
Radiobiologie clinique
Dose physique
Modalités d’irradiation− volume irradié− facteurs temps
Traitements associés− sensibilisants− protecteurs− autres agressions
Effet biologique
Facteurs biologiques− réparation− prolifération− oxygénation− réserve fonctionnelle
Facteurs liés au patient− âge, habitus− antécédent pathologiques− prédisposition génétique
Échelle de temps
Lacombe Canc Radiother 2013
Phase biologique
Phase clinique
Effets déterministes- la tartine de confiture -
• Dose seuil• quelques Gy à dizaines de Gy
• La gravité augmente avec la dose
• Précoces ou tardifs
• Prédiction individuelle possible• prévention « facile » …
Réactions précoces (< 6 mois)
Réactions tardives (> 6 mois)
Effets stochastiques- la tartine de crème de marron -
• La gravité est indépendante de la dose• tout ou rien !
• La probabilité augmente avec la dose• pas de dose seuil (ou très faible ?)
• Prédiction individuelle impossible• peu fréquents• non spécifiques• (très) tardifs
Cancers radio-induits
Effets biologiques
Lésions de l’ADN
Échelle de temps
Lacombe Canc Radiother 2013
Phase biologique
Phase clinique
Nature du rayonnement
1 Gy = 1000 SSB + 40 DSB per cell
UN
SC
EA
R 2
000
Dosimétrie biologique
Bases SSB DSBN / Gy / cell 10000 1000 40T1/2 (min) 5 - 10 10 - 20 > 50
Mécanismesexcision - resynthèse
recombinaisonsuture
Mécanismes de réparation
Effets biologiques
Mort cellulaire
Échelle de temps
Lacombe Canc Radiother 2013
Phase biologique
Phase clinique
Mort cellulaire
Mort mitotique : une cellule n’est vivante QUE si elle est capable de se multiplier
Survie cellulaire
SF = N colonies / N cellules x PE
>50 cellules <50 cellules
Courbes de survie cellulaire
ED50
ED90
Courbes de survie cellulaire
0.0001
0.001
0.01
0.1
1
0 2 4 6 8 10 12 14
Dose (Gy)
Fra
ctio
n su
rviv
ante
0.0001
0.001
0.01
0.1
1
0 2 4 6 8 10 12 14
Dose (Gy)
Fra
ctio
n su
rviv
ante
Exponentielle Linéaire- quadratique
Efficacité Biologique Relative
Cycle cellulaire
Effet oxygène
OE
R
Réparations de l’ADN
Débit de dose
Chimio-radiothérapie
Fractionnement
Doses fractionnéesSF (D) = exp.(-nd-nd2)
= exp.(-D-dD)
Doses uniques croissantesSF (d) = exp.(-d-d2)
Intervalle entre les fractions
Faibles doses
Effets biologiques
Effets tissulaires
Échelle de temps
Lacombe Canc Radiother 2013
Phase biologique
Phase clinique
Effets tissulaires
• tumeur : cible du traitement• effet précoce
• organes à risque• effets précoces• effets tardifs
• cancers radio-induits : radioprotection• patients, professionnels, population• effets très tardifs
Relation dose-effet
Dose létale 50
ɣ50 : OAR vs tumeurs
Prolifération tumorale
En cas d’interruption ... tumeurs
Conclusion (I)
• temporalité
• ADN• lésion• réparation
• mort cellulaire• courbes de survie
• effets tissulaires• relation dose-effet
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