Des chercheurs de la North Carolina State University ont développé un modèle mathématique pour calculer les traitements de radiothérapie qui pourraient réduire considérablement les effets secondaires des patients tout en offrant les mêmes résultats que la radiothérapie conventionnelle.

Les patients cancéreux qui reçoivent une radiothérapie pour détruire leurs tumeurs reçoivent une dose totale de rayonnement divisée en plusieurs traitements égaux administrés sur des jours ou des semaines. Cela est dû à ce qu'on appelle l'effet de fractionnement :les dommages cellulaires induits par les rayonnements sont plus faibles si la même dose physique est administrée en plusieurs fractions, car il permet aux cellules saines de récupérer entre les traitements. Les protocoles cliniques actuels stipulent que les patients reçoivent la même dose à chaque séance de traitement, tous les jours.

Mais les doses doivent-elles être les mêmes chaque jour ? "Différentes doses, soigneusement planifié pour minimiser les effets secondaires, peut être tout aussi efficace, " dit David Papp, professeur adjoint de mathématiques à la NC State University. "Toutefois, l'étendue de cet avantage n'a jamais été évaluée. Les algorithmes que nous utilisons maintenant pour déterminer les meilleurs traitements personnalisés ne fonctionnent pas lors du calcul de traitements avec différentes distributions de dose dans différentes fractions. »

Papp a entrepris de développer et de tester une approche dite de "fractionnement spatio-temporel" qui réduirait la dose de rayonnement aux tissus sains tout en maintenant l'efficacité contre la tumeur. Dans une étude de validation de principe, Papp a testé le plan contre des coupes modèles de cinq tumeurs hépatiques différentes, chacun représentant une taille ou un emplacement de tumeur unique pour permettre des comparaisons avec des traitements cliniques réels.

"Nous voulions voir quels seraient les avantages quantitatifs d'un tel nouveau protocole, " dit Papp. " Dans quelle mesure pouvez-vous réduire l'effet du rayonnement sur le foie tout en vous assurant que la tumeur reçoit une dose cohérente et efficace ? Une réduction de 20 % réduirait suffisamment les effets secondaires pour justifier un changement dans la pratique clinique quotidienne."

Le modèle de Papp a réduit la dose au foie de 13 à 35 pour cent sans compromettre les autres objectifs cliniques. Il a commencé à travailler sur l'affinement du modèle pour le rendre plus robuste, en vue de tests in vivo.

« Les radiothérapies conventionnelles ne procurent pas nécessairement un bénéfice maximal, " dit Papp. " Notre protocole, en délivrant une dose unique élevée à des parties de la tumeur au cours de chaque fraction et une dose inférieure constante au foie et aux autres tissus sains, pourrait réduire considérablement les effets secondaires des patients tout en conservant la même efficacité que les traitements conventionnels. »

La recherche apparaît dans Physique en médecine et biologie . Papp est l'auteur correspondant.