Aspects radiobiologiques des traitements anticancéreux par rayonnement synchrotron : bilan et perspectives

RésuméChaque développement technologique de la radiothérapie est un exemple d’interaction entre médecins et physiciens. Cela a été le cas avec les premiers générateurs de rayons X, les bêtatrons et les premiers accélérateurs de particules. C’est le cas aujourd’hui pour la radiothérapie Cyberknife®, celle avec modulation d’intensité et celle par protons. Ce sera bientôt le cas pour les ions lourds. Cependant, dans une tendance générale d’utilisation d’énergies de plus en plus élevées, abandonnant les appareils de 250 kV au profit d’accélérateurs délivrant des photons d’une vingtaine de MeV qui permettent d’atteindre les tumeurs les plus profondes, comment considérer les applications thérapeutiques récentes mettant en jeu le rayonnement synchrotron qui ne fournit « que » des rayons X de 10 à 100 keV ? Depuis les premières approches de photoactivation nées aux États-Unis dans les années 1970 jusqu’aux derniers tests précliniques effectués au synchrotron européen de Grenoble, les aspects radiobiologiques de la chimioradiothérapie par rayonnement synchrotron seront décrits et analysés à travers une vision transversale faisant cohabiter les aspects physicochimiques fondamentaux, les mécanismes biomoléculaires et cellulaires et les résultats des tests précliniques afin d’en tirer un bilan scientifique et d’éventuelles perspectives de transfert.

Each technological development of radiotherapy is an example of interaction between physicians and physicists. In the past, it was the case for the first X-rays generators, betatrons and particle accelerators. To date, this is the case for Cyberknives and intensity modulation radiotherapy. In the future, this will be the case for proton- and hadron-therapy. However, in a general tendency of favouring higher radiation energies, leaving the 250 kV orthovoltage irradiators and preferring accelerators delivering some tens MeV to reach the deepest tumours, how to consider the anti-cancer applications of synchrotron radiation that provides X-rays in the 10–100 keV “only”? Since the first approaches developed in the USA in seventies until the last preclinical trials performed at the European Synchrotron Radiation Facility of Grenoble, the radiobiological features of the chemoradiotherapy involving synchrotron radiation will be described and analysed throughout a transversal view considering physicochemical bases, biomolecular and cellular mechanisms and results from the preclinical trials in order to provide a general outcome and some eventual transfer perspectives.