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Development of a Spatio-Temporal-Energetic Radiation Research Platform for Animals

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Radiothérapie intelligente avec de petits animaux

La recherche européenne augmente les possibilités d'optimisation des radiothérapies. Le développement d'un appareil générateur de rayons X de haute précision pour les petits animaux devrait permettre de faire progresser la recherche sur la radiothérapie humaine.

Santé

Pour éliminer les cellules tumorales tout en épargnant les tissus sains environnants, la radiothérapie actuelle des cancers implique l'administration de champs irradiants complexes. Malheureusement, les équipements de radiothérapie actuels ne sont pas suffisamment sélectifs sur les petits animaux et ne génèrent que des champs de rayonnements importants non modulables dans l'espace ou le temps. C'est pourquoi les résultats des expérimentations animales ne sont pas aujourd'hui applicables à la radiothérapie humaine. La recherche a donc besoin pour ses études in vivo des effets de la radiothérapie sur la tumeur et les cellules qui l'entourent d'équipements de radiothérapie améliorés, surtout lorsqu'il s'agit d'étudier l'effet synergétique de différents traitements anticancéreux. Le projet Sterrpa («Development of a spatio-temporal-energetic radiation research platform for animals») s'est justement fixé pour objectif le développement d'un appareil d'irradiation polyvalent pour les petits animaux. Cet équipement pourra procurer des champs de rayonnements paramétrables dans l'espace et le temps. Un appareil d'irradiation et d'imagerie de haute précision appelé Ssmart (radiothérapie intelligente pour les petits animaux) a ainsi été testé et validé avec de nouveaux protocoles permettant un fonctionnement optimisé. Les chercheurs ont axé leurs travaux et essais d'optimisation dans trois directions. Ils ont évalué les capacités d'irradiation et de doses délivrées par l'appareil. L'équipe du projet a également développé un logiciel de planification thérapeutique permettant de convertir les images de tomodensitométrie en fantômes d'imagerie pour le contrôle qualité. Ils ont développé un nouveau dosimètre et, en utilisant les simulations mathématiques de Monte Carlo, déterminé avec précision les doses délivrées. En une seule rotation de scanner, une image tridimensionnelle (3D) de tomographie numérisée à faisceau conique de l'animal peut ainsi être construite. La qualité des images a également été améliorée par les nouveaux algorithmes développés par les chercheurs et les images de tomographie adaptées aux calculs des doses d'irradiation. Même s'ils n'étaient pas inclus dans les objectifs initiaux du projet, les chercheurs en ont profité pour développer des algorithmes permettant de calculer les doses réelles reçues par l'animal. Les différences observées entre la fluence (quantité de radiation) calculée et celle réellement mesurée indique ainsi des divergences qui peuvent être identifiées. La dernière partie du projet sera consacrée au développement d'une machine de haute précision en termes d'irradiation et de qualité d'images qui pourra être utilisée pour des études d'irradiation guidées par imagerie. Cette machine permettra d'effectuer des études sur les effets synergiques de certains médicaments ou des amplificateurs de réponse immunitaire. Les applications potentielles de cet équipement en oncologie humaine, comme par exemple celle du développement clinique de nouvelles thérapies anticancéreuses, sont multiples.

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