La radiothérapie est l'une des pierres angulaires du traitement du cancer. Les avancées technologiques ont permis une amélioration considérable de la balistique des traitements mais les complications liées aux tissus sains restent la principale limite à cette technique. Il est donc essentiel de trouver de nouvelles modalités qui permettraient de mieux protéger les tissus sains tout en garantissant un bon contrôle tumoral. Les techniques de fractionnement spatiale de la dose (SFRT) comme les mini faisceaux de radiothérapie sont de nouvelles modalités innovantes et prometteuses, qui utilisent une méthode différente pour l'administration de la dose : le fractionnement spatial.

Des études précliniques montrent que la SFRT active des mécanismes radiobiologiques spécifiques qui conduisent à une meilleure préservation des tissus sains tout en maintenant un contrôle tumoral équivalent voir supérieur. Il est essentiel de mieux comprendre les mécanismes biologiques sous-jacents.

Ce travail se focalisera sur le compartiment vasculaire qui est très affecté par les rayonnements. En effet, le compartiment vasculaire a été démontré comme jouant un rôle clé dans l'initiation la progression des lésions aux tissus sains après radiothérapie. Les objectifs de la thèse seront d'évaluer l'impact du fractionnement spatial de la dose sur la réponse vasculaire du poumon à l'irradiation chez la souris afin d'avancer dans la compréhension des mécanismes biologiques impliqués par cette technique.

Afin d'évaluer l'impact du fractionnement spatial de la dose sur la réponse vasculaire du poumon à l'irradiation chez la souris, nous utiliserons la plateforme d'irradiation SARRP (Small Animal Radiation Research Platform) disponible au laboratoire sera utilisée. Des développements techniques seront réalisés afin de permettre la réalisation d'irradiations conventionnelles, des irradiations partielles et en fractionnement spatial.
Ces modèles développés en parallèle nous permettrons de mieux comprendre et d'identifier les mécanismes biologiques impliquées. Ainsi nous utiliserons des techniques complémentaires et maitrisées que sont l'histologie, l'immunohistochimie, l'imagerie micro scanner, la cytométrie en flux ainsi que des approches innovantes comme le Single Cell RNAseq et la transcriptomique spatiale seront utilisées.

La thèse sera divisée en trois objectifs principaux :

Etudier et de comparer l'impact d'une irradiation la sphère thoracique homogène avec une irradiation partielle et une irradiation par mini faisceau. Le modèle d'irradiation partielle, ayant des tailles de faisceaux et des espacements entre les faisceaux plus importants, nous permettra notamment de mieux caractériser les effets à distance et en bordure de champ et entre la zone irradiée et la zone non irradiée ou le gradient de dose est très fort. Une analyse de la composante vasculaire par imagerie microCT ainsi que par histologie et immunohistochimie sera réalisée dans ces 3 différentes conditions et à différents points post irradiation.

Cartographier par des approches scRNAseq et de cytométrie les réponses vasculaires et immunitaires dans ces différentes situations d'exposition et à ces différents temps. Nous proposons également de réaliser, pour certaines conditions, des expédiences de transcriptomique spatiale, nous permettant notamment d'identifier et de cartographier les profils d'expression géniques des cellules individuelles dans le tissu. L'ensemble des technologies permettant de réaliser ces expériences sont maîtrisés au laboratoire ainsi que les compétences en bio-informatique nécessaires aux analyses associées.

Identifier les mécanismes biologiques à l'origine des effets différentiels entre des irradiations conventionnelles et des irradiations très hétérogènes de type mini-faisceaux ou encore d'irradiation partielle. Nous viserons à objectiver les paramètres biologiques, en lien avec les paramètres physiques de SFRT qui permettrait d'expliquer les effets protecteur potentiels de ces irradiations hétérogènes.
Les moyens expérimentaux, les outils et les compétences nécessaires à la réalisation de cette thèse (moyen d'irradiation, d'imagerie, animalerie, …) sont disponibles.

Références

[Bertho, 2023] Bertho, A., et al., IJROBP 115, 2023.
[Grams, 2024] Grams, M.P., et al. IJROBP, 2024.
[Prezado, 2024] Prezado, Y., et al., Phys Med Biol 69, 2024.
[Tubin, 2023] Tubin, S., et al., Clinical and translational Radiation Oncology 40, 2023.

Nous recherchons un(e) étudiant(e) ayant un master 2 de biologie, biophysique ou école d'ingénieur. Le sujet de stage proposé se trouvant à l'interface de la radiobiologie, de l'imagerie et de la physique, le(la) candidat(e) devra montrer un intérêt marqué pour les interactions interdisciplinaires.

La diversité est une des composantes de la politique RSE, RH et Qualité de Vie au Travail à l’ASNR. Nous accordons la même considération à toutes les candidatures, sans discrimination, pour inclure tous les talents.

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