Dosimétrie pour l’évaluation in vitro de la radiothérapie interne vectorisée par émetteurs α

Abstract

La radiothérapie interne vectorisée par émetteurs α (RIV-α) est une modalité de traitement prometteuse pour les indications nécessitant une irradiation de haut TEL dans de très petits volumes, telles que le traitement des métastases cérébrales issues de cancer du sein. La mise en place d’un nouveau traitement de RIV-α nécessite cependant d’optimiser la posologie pour le patient. Une des étapes de cette optimisation consiste à caractériser l’effet biologique de l’irradiation, notamment à l’aide d’essais in vitro. Les particules α, caractérisées par un fort pouvoir d’arrêt et un faible parcours dans les milieux biologiques, rendent la dosimétrie dépendante de la distribution spatiale des radionucléides par rapport aux cellules. La mesure de cette distribution spatiale et de son évolution dans le temps est donc pré-requise pour l’évaluation dosimétrique des essais in vitro, indispensable à la caractérisation radiobiologique et la comparaison avec d’autres modalités d’irradiation. Un nouveau système de dosimétrie des essais in vitro utilisable en incubateur a été développé. Basé sur l’utilisation de détecteurs à semi-conducteurs, ce système mesure en temps réel le spectre en énergie des particules α émises depuis le milieu de culture et ayant traversé le milieu cellulaire. L’analyse spectrale, qui utilise un nouvel algorithme de déconvolution, permet de déterminer la distribution spatio-temporelle de l’activité située à proximité du milieu cellulaire, dans les puits de culture. Cet algorithme utilise une base de données de simulations Monte-Carlo reproduisant la réponse des détecteurs aux particules α en fonction de leur lieu d’émission. L’évaluation dosimétrique est ensuite réalisée à l’aide du formalisme du MIRD. Une validation de l’algorithme a été réalisée en simulant des irradiations au 212Bi et au 223Ra et a permis de majorer à 16 % l’erreur dosimétrique due à cette déconvolution. Cette incertitude demeure faible face aux fluctuations dosimétriques observées expérimentalement lors d’irradiations au 212Pb, l’écart-type sur la dose atteignant 103 % pour une même activité injectée. Des mesures lors d’irradiations au 223Ra ont également montré que les différents émetteurs α d’une chaîne de décroissance peuvent présenter des distributions spatiales très différentes. Ces résultats montrent la nécessité d’une dosimétrie des essais in vitro basée sur l’évaluation de la distribution spatiale de l’activité pour l’évaluation de nouveaux traitements par RIV-α.