En cette année 2023, les journées thématiques de la division de Physique Nucléaire de la SFP s'intéressent aux apports de la physique nucléaire dans le domaine de la santé.

Durant ces deux jours, la question des politiques de santé publique, leurs mises en place et leurs financements seront abordés. L'état de l'art en matière de pratique clinique, les développements techniques pour l'amélioration des différents types de diagnostiques et de thérapies seront présentés par des intervenants représentant l'ensemble des organismes impliqués dans ces thématiques de recherche sur le territoire national.

Les nouveaux axes de recherche en radiobiologie et l'utilisation de l'intelligence artificielle dans l'essor de la médecine personnalisée seront également discutés.

Ces journées sont à destination, en premier lieu, d'un public de non spécialiste souhaitant s'informer sur les tenants et les aboutissants de l'utilisation des rayonnements dans la médecine. Elles sont ouvertes à toutes et tous sur inscription.

Programme définitif

Ce premier thème vise à introduire l’utilisation des rayonnements dans le domaine de la santé.

Dans une première présentation, l’évolution de l’utilisation des rayonnements sera retracée, des premières irradiations et la roentgenthérapie, jusqu’aux techniques actuelles de traitement. Cette présentation apportera un regard sur les avancées scientifiques et académiques, mais également les politiques socio-économiques qui ont permis les progrès importants de ces dernières décennies et l’émergence de nouvelles modalités de traitement.

Deux présentations dresseront ensuite un panorama des deux principaux domaines cliniques utilisant les rayonnements dans un but thérapeutique : la radiothérapie et la médecine nucléaire. Y seront présentés la pratique clinique actuelle mais également les défis à relever dans le futur, que ce soit pour apporter de nouvelles solutions thérapeutiques aux cancers à mauvais pronostic ou pour améliorer la qualité de vie des patients.

Les tensions entre des évènements de santé comme le cancer et les trajectoires individuelles et sociétales sont multiples. Elles justifient le développement d’approches interdisciplinaires (santé publique, psychologie, sociologie, santé au travail, épidémiologie, économie, géographie…) pour comprendre l’influence de l’environnement, dans ses dimensions écologiques, socio économiques, familiales, psychologiques sur la survenue de cancers, leur pronostic et leurs retombées psychologiques, familiales, sociales et professionnelles.

Les thématiques abordées incluent le rapport de l’individu et de la société à l’innovation dans la santé, l’articulation entre recours à l’innovation et stratégies de désescalade, entre la notion de relation bénéfice – risque et de coût-efficacité des traitements. Elles questionnent l’éthique, la temporalité des politiques de santé et l’anticipation des effets sur le long terme pour l’individu et la société.

Les évolutions techniques des deux dernières décennies en radiothérapie externe ont permis des avancées majeures dans la prise en charge thérapeutique des patients atteints de cancer en diminuant les toxicités radiques et en améliorant le contrôle de la maladie. En radiothérapie interne vectorisée, l'arrivée sur le marché de nouveaux traitements ouvre des belles perspectives thérapeutiques notamment dans le traitement du cancer de la prostate.

Les thèmes développés apporteront un éclairage sur les futures avancées attendues dans ces radiothérapies et notamment l'apport d'une approche intégrative de l'imagerie dans le contexte d'une médecine personnalisée au plus proche du patient.

La vision de la radiobiologie centrée sur le noyau cellulaire a été confortée au siècle dernier par la découverte que le niveau de lésions de l'ADN non réparées peut être corrélé à la sensibilité des cellules aux rayonnements. Cela a conduit à des efforts pour améliorer la destruction des cellules tumorales, en se concentrant sur l'augmentation des doses de rayonnement reçues par les tumeurs pour produire des dommages délétères à l'ADN. Cependant, l'exposition des tissus sains reste un sujet de préoccupation. Plus précisément, il a été observé que la réponse à la radiothérapie n'est pas la même chez tous les patients, et les toxicités tardives des rayonnements, telles que la nécrose radio-induite et la fibrose peuvent être observées.

Outre le ciblage et la radiosensibilité du noyau cellulaire, un changement de paradigme qui reconnaît le rôle essentiel du système immunitaire dans le développement et la progression du cancer est devenu largement accepté. Plusieurs cas cliniques poussent à repenser la radiobiologie centrée sur l'ADN, en démontrant par exemple que la radiothérapie interne vectorisée alpha est efficace dans des tumeurs assez volumineuses, dont la taille est supérieure à celle du parcours des particules alpha, avec des effets biologiques observés également à distance des cellules irradiées. Ces effets à distance sont appelés "effets bystander" lorsqu'ils se produisent à courte distance (< 1 mm) et effets systémiques lorsqu'ils se produisent à plus grande distance, impliquant le système immunitaire. Dans l'ensemble, ces résultats ont montré que les cellules peuvent mourir sans recevoir de dose de rayonnement, et qu'une vision plus complexe et intégrée de la radiobiologie est nécessaire.

Dans cette quatrième session, nous traiterons des notions de base de radiobiologie en ouvrant sur un large éventail d’effets biologiques selon le type de rayonnement et la quantité de Transfert d'Energie Linéïque (TEL), le type de tissu irradié (sain vs cancéreux), l’implication du système immunitaire (microenvironnement tumoral), et le rôle de la radiobiologie dans l’amélioration de la radiothérapie clinique.

L’essor d’une médecine personnalisée, en particulier en oncologie, est rendue possible par l’accélération de la transformation numérique en santé. Les efforts menés par les équipes de recherche visent à augmenter significativement la survie des patients en proposant des outils prédictifs fiables basés sur des analyses de données à très grande échelle.

En imagerie, la radiomique permet une analyse informatique objective des images afin d’en extraire des informations non directement visibles à l’œil nu. Les défis résident dans les traitements mathématiques et statistiques de masses de données rendus possibles par les approches d’intelligence artificielle (IA), extrêmement mobilisées pour le nombre et la variété des données qu’elles permettent d’exploiter.

Reproduire in silico des examens ou des traitements pour mieux les optimiser représente un autre champ d’investigation des chercheurs. Le développement de plateformes de simulation Monte Carlo open source basées sur de l’IA rend déjà possible l’exploration de nouvelles technologies de détection ou d’irradiation pour une meilleure prise en charge des patients. Ces simulations sont développées pour fonctionner sur des échelles de temps et d’espace variées allant de l’étude d’examens cliniques jusqu’à la compréhension des mécanismes fondamentaux impliqués dans l’induction des effets biologiques par les radiations ionisantes.

Trois chercheurs impliqués dans ces thématiques, Fanny Orlhac, chercheuse au Laboratoire d’Imagerie Translationnelle en oncologie (LITO) de l’Institut Curie, spécialisée en radiomique, David Sarrut, chercheur en informatique au Laboratoire CREATIS, coordinateur technique de la plateforme de simulation Monte Carlo GATE et Carmen Villagrassa, chercheuse à l’IRSN et spécialiste des simulations en radiobiologie avec le code Geant4-DNA nous présenteront les challenges de leurs domaines d’investigation et tenteront d’éclairer de manière pédagogique leurs thématiques de recherche.

Nous rappelons à l'ensemble des participantes et participants que l'écoute et le respect de l'autre est un prérequis non négociable pour la bonne tenue de toute conversation éclairée.