La feuille de route s'articule autour des actions menées en 2018 et la présentation de l'agenda prévisionnel pour l'année suivante:

Résumé des actions 2018 menées au sein des pôles

Agenda prévisionnel 2019 pour chaque pôle


 

 

Bilan des actions 2018

 

Journées du GdR :

Cette année, les journées du GdR Mi2B ont été organisée par l’équipe « Dosimétrie multi-résolution pour l’optimisation de la radiothérapie » du centre de recherches en cancérologie de Toulouse (CRCT). Le CRCT a été partenaire de ces journées et l’organisation locale a été assurée par Manuel Bardiès. Les présentations se sont déroulées dans l’amphithéâtre Claudius Régaud de l’Institut Universitaire du Cancer de Toulouse (IUCT). Le programme était le suivant :

  • Présentation des activités des 4 pôles du GdR
  • Présentations scientifiques en lien avec les activités du GdR
  • Visite de l’IUCT
  • Conférence invitée sur des activités de la société française de physique médicale délivrée par Sophie Chiavassa
  • Conférence invitée sur l’historique de l’intelligence artificielle présentée par Jean-Marc Alliot
  • Présentations de projets scientifiques reliés à l’IA.

Nombre de participants: 52

 

Résumé des actions 2018 menées au sein des pôles :

Pôle Imagerie

Un atelier de réflexion sur le défi 10 ps, regroupant 25 participants provenant de l’IN2P3, de l’IRFU et de l’INSERM, a été organisé du 11 au 12 juin 2018 à l’Université́ Paris-Diderot. Construit autour de présentations scientifiques introduisant les pistes technologiques et les enjeux cliniques d’une imagerie avec une mesure du temps de vol hautement résolue, l’objectif de cet atelier était de réfléchir à l'opportunité́ de mettre en œuvre un défi pour structurer et stimuler la recherche autour de la frontière mythique des 10 ps. Il s’agissait de réfléchir aux motivations et aux attendus d’un tel défi et d’en imaginer les règles. Ces discussions (PV de l'atelier) ont servi de base à l’élaboration d’un document définissant l’organisation du défi, qui a depuis reçu le soutien de nombreux chercheurs du domaine, ainsi que de plusieurs sociétés savantes internationales (EANM, EIBIR et WMIS).

 

Pôle Radionucléide

Nous avons co-organisé avec le Club des radiopharmaceutiques une demi-journée de réflexion stratégique sur les radionucléides innovants. L’objectifs était de discuté des avantages et inconvénients de chacun d’une manière contradictoire. Cet atelier a eu lieu à Montpellier le 17 et 18 mai 2018.

Dans le cadre de la fusion des laboratoires de l’in2p3 présents sur la vallée d’Orsay et de la redéfinition des axes et thématiques de recherche, le GDR a été sollicité pour discuter de la possibilité, pour Alto, d’intervenir sur la production de radionucléides. Après discussion, nous avons suggéré à ces laboratoires de se positionner sur cette thématique en utilisant les réactions induites par photons produits à partir de faisceau intense d’électrons (spécialité de ces laboratoires).

Le GdR a également été sollicité par le CSNSM sur la possibilité d’utiliser l’installation SIDONIE dans le cadre de la production de radio-isotopes. Le séparateur en masse SIDONIE peut en effet permettre de produire les éléments enrichis, indispensables à la production de certains radionucléides. Par exemple, la production de Tb-149 requière des cibles enrichies de gadolinium (soit 154 soit 152). A l’issu des discussions, deux collaborations scientifiques ont été amorcée avec l’ILL et Arronax.

Pôle Radiobiologie

Mise en place du comité ResPlaNDIR : Le réseau ResPlaNDIR (Réseau des Plateformes Nationales pour la Dosimétrie, l’Instrumentation et la Radiobiologie) a été créé il y a une dizaine d’années par Gérard Montarou et Michaël Beuve dans le cadre du GdR MI2B. Son objectif est de faciliter les échanges scientifiques techniques autour des plateformes d’irradiation, tant dans leur conception que leur utilisation. Plusieurs journées scientifiques ont été réalisées dans le cadre de ce réseau, la dernière s’étant déroulée en octobre 2017 à Lyon. Parallèlement, une dynamique similaire a été entreprise par Céline Mirjolet et Frédéric Pouzoulet. Le réseau a pris une nouvelle dimension en réunissant ces forces vives. Dans ce cadre, un comité de pilotage a été constitué pour animer ce réseau. Il est actuellement formé de : Manuel Bardiès, Michaël Beuve, David Brasse, Céline Mirjolet,

Frédéric Pouzoulet et Marc Rousseau. Ce comité s’est déjà réuni plusieurs fois, notamment dans le cadre de l’organisation des prochaines journées du réseau ResPLanDIR qui se dérouleront à Dijon en mars 2019. Cette évolution va permettre d’étendre le réseau à un plus grand nombre de plateformes nationales.

 

Autres activités :

Nous avons été invités pour présenter les activités du GdR aux journées scientifiques de la société française de physique médicale. Lors de ces rencontres nous avons convenus d’essayer de rapprocher nos communautés par exemple en menant des actions d’animation communes.


 

Agenda prévisionnel 2019 pour chaque pôle

 

Journées du GDR :

Les journées du GdR se tiendront cette année à Nantes en partenariat avec la société française de physique médicale. Ces journées se dérouleront au mois de Novembre sur trois jours et seront principalement axées sur les travaux effectués par les étudiants en thèse.

 

Colloques et ateliers organisés en 2019

Journées Resplandir : le but des journées ResPlaNdIr (Réseau des Plateformes Nationales d’Irradiation) est de réunir les différents acteurs de la thématique afin, d’une part, de présenter les différentes plateformes d’irradiation (photons, protons, électrons, neutrons, carbone …..) au niveau national, de discuter leurs spécificités, complémentarités et interconnexions et, d’autre part, de définir des projets communs en terme de dosimétrie, biologie et protocoles expérimentaux.

Les journées auront lieu à Dijon au Centre Georges-François les 18 et 19 mars 2019.

Le GdR participe en tant que partenaire à la troisième édition du congrès national sur l’imagerie du vivant qui se déroulera les 5 et 6 février à Paris. C’est l’occasion de rencontrer les acteurs de la recherche académique, clinique et industrielle développant des travaux pour et par l’imagerie biomédicale in vivo. Cette nouvelle édition mettra en avant les applications phares de l’imagerie et l’apport de l’intelligence artificielle à ce domaine.

Le GdR participe en tant que partenaire aux journées scientifiques de l’Université de Nantes. Ce colloque se déroulera au mois de juin et portera principalement sur les avantages et inconvénients des radionucléides 64-Cu et 89-Zr.

Nous organiserons au cours de l’année une journée à Nice pour discuter de la complémentarité des infrastructures Arronax – Nice pour les protons d’énergie moyenne (65 MeV).

Nous organiserons également au cours de l’année un colloque sur les nouvelles méthodes de délivrance de dose. Cela nous donnera l’opportunité d’échanger sur le sujet et de stimuler des collaborations.

 

 

Orsay le 14/12/2017

 

Participation du GDR MI2B

(D. Brasse -coordinateur, F. Haddad -coordinateur du pôle radionucléides, A. Ouadi - coordinateur du pôle radionucléides excusé)

 

La recherche et le développement de nouveaux radiopharmaceutiques participent activement à promouvoir la médecine de précision, encore appelée médecine personnalisée, en permettant d’orienter les patients vers les thérapies adaptées en fonction de leur réponse ou du stade d’avancement de la maladie et d’offrir des méthodes alternatives et/ou complémentaires pour le traitement des cancers notamment au travers des thérapies ciblées.

Dans ce contexte, l’un des objectifs du GdR MI2B est de stimuler la recherche associée aux radionucléides innovants que ce soit dans une démarche associant l’imagerie diagnostique et la thérapie (théranostique) ou en accompagnant l’émergence de l’alpha-immunothérapie.

Ces dernières années, des radionucléides d’intérêt ont été identifiés par nos laboratoires et la communauté internationale notamment la famille du cuivre pour les aspects théranostiques (64-Cu pour le diagnostic et le 67-Cu pour la thérapie) et l’Astate-211 et l’Actinium-225 pour l’alpha-immunothérapie.

Afin de promouvoir cette recherche et favoriser les essais cliniques de phase précoce, les radionucléides d’intérêt doivent être disponible en quantité et qualité suffisantes.

 

L'installation Alto réfléchit, dans son évolution future, à ouvrir de nouveaux champs d'investigation parmi lesquels figure la production de radionucléides.

Alto possède 2 accélérateurs, un tandem permettant d’accélérer des particules chargées et des ions à bas courant et un accélérateur d’électrons (faisceau d’électrons de 50 MeV et 10 uA) utilisé pour faire de la photofission.

Le tandem n'offre pas une spécificité nouvelle par rapport aux installations existantes (les énergies couvertes et le type d'ions sont déjà accessibles par Cyrcé, Arrronax, le CEMHTI ou le GANIL présentant des intensités bien plus élevées que celles disponibles avec le tandem). Par contre Alto est la seule installation permettant d'explorer le mécanisme de photo-production pour la production de radionucléides. En outre, les compétences techniques présentes dans la vallée d’Orsay en matière d'accélérateurs peuvent permettre dans un second temps de développer un accélérateur d’électrons avec des caractéristiques adaptées à une production industrielle (intensité centaine/millier µA - énergie <40 MeV). Enfin, de nombreuses compétences pourraient être mobilisées sur le campus d’Orsay pour prendre en charge les aspects pluridisciplinaires indispensables aux études liées à la production de radionucléides pour des applications médicales : radioprotection, chimie, radiochimie, biologie, pharmacie et médical.

Les caractéristiques techniques du Linac à Alto permettraient d’envisager, par exemple, la production de cuivre-67 et Actinium-225 par photo-production. Ces 2 isotopes présentent actuellement un intérêt fort en médecine nucléaire (le Cu-67 car il peut être utilisé en conjonction avec le Cu-64 dans une approche théranostique et l’Ac-225 car c'est un émetteur alpha). Pour ces 2 isotopes, la voie de production optimale n'a pas encore été définie.

La production de radionucléides à Alto pourrait se mettre en place en 3 phases :

 - une première phase de R&D sur Alto afin de produire les deux isotopes d’intérêt pour alimenter des recherches précliniques en lien avec les structures comme Arronax et/ou Cyrcé et l’environnement biomédical local. Cette première phase a pour principal objectif de montrer la faisabilité et d’accrocher les collaborations biologiques et médicales.

 - En parallèle, une étude sur les verrous techniques et les blocages potentiels pour monter en intensité devra être menée. Cette seconde phase permettra de définir un cahier des charges pour le développement d’un futur accélérateur dédié à la production.

 - La dernière phase pourrait s’inscrire dans le développement d’un Linac dédié à haut courant.

Ce travail doit s'effectuer en relation étroite avec les structures existantes et notamment le GDR et son pôle radionucléides. De plus, pour augmenter les chances de succès, il faut d’ores et déjà identifier un porteur de projet motivé et qui y consacrera une part grandissante de temps pour fédérer les ressources locales et au delà. Les qualités humaines sont importantes dans ce type de mission compte tenu de la diversité des compétences qu'il faudra mettre en œuvre pour travailler ensemble.

Enfin, plusieurs étudiants ont été formés au cours des dernières années sur cette thématique de production de radionucléides. Ils pourraient venir renforcer les équipes de la vallée.

 

La feuille de route s'articule autour des actions menées en 2017 et la présentation de l'agenda prévisionnel pour l'année suivante:

Résumé des actions 2017 menées au sein des pôles

Agenda prévisionnel 2018 pour chaque pôle


 

 

Bilan des actions 2017

 

Comité de pilotage :

Suite aux départs d’Hervé Seznec (CENBG, IN2P3) et de Yolanda Prezado (IMNC, IN2P3), nous accueillons Manuel Bardiès (INSERM, Toulouse) et Juliette Thariat (PU-PH, Caen).

 

Journées du GdR :

Cette année, l’assemblée générale du groupement de recherche a été organisée par le Laboratoire de Physique Corpusculaire de Caen, du 6 au 7 décembre. L’organisation locale a été prise en charge par Marc Labalme. Le programme était le suivant :

  • Présentation des activités des différents pôle du GDR.
  • Présentation des différents masters projet en lien avec les activités du GDR
  • Visite d’Archade
  • Conférence sur « Enjeux de la radiobiologie » par Nicolas Foray
  • Conférence sur « Etude comparative entre proton, alpha, 12C, 16O menée à HIT » par Thomas Tessonnier

Nombre de participants inscrits : 50

 

 

Résumé des actions 2017 menées au sein des pôles :

Pôle Imagerie

Participation au programme européen ERAMMIT. Projet soumis, 1er filtre OK, finalement le projet est non retenu.

Le GdR a sponsorisé deux étudiants pour participer à l’école d’été dans le cadre de la conférence SCINT’2017. Les deux étudiants sont Mattia Fontana de l’IPNL et Carlotta Trigila de l’IMNC.

Le GdR a été représenté lors du congrès national de l’imagerie du vivant (CNIV) organisé dans le cadre de FLI.

 

Pôle Thérapie

Un workshop sur le monitoring faisceau pour définir l’état des lieux et les besoins des différentes infrastructures a été organisé.

Les conclusions sont :

Complémentarité des différentes plateformes (particules et énergies)

Nouvelles lignes d’irradiation préclinique bientôt disponibles (Précy, CPO et CAL)

Besoin en moniteurs faisceau à haut flux, mesure de TEL et microdosimétrie

Complémentarité des moniteurs développés permettant de couvrir une grande partie des besoins

Besoin d’avoir accès aux faisceaux sur des périodes plus longues (expériences de plusieurs jours dans une salle de test dédiée…)

Développement détecteurs diamants en cours -> Besoin collectif d’une électronique multi-voies adaptée

 

Pôle Radionucléide

Participation au projet ERRAMIT soumis mais non retenu.

Le 10 octobre 2017, nous avons rencontré les membres du bureau du GIS club des radiopharmaceutiques afin de définir des axes de travaux en commun notamment via l’organisation d’événements scientifiques. Le GIS est plus aval dans la chaine de valeur avec beaucoup d’industriels. Le GDR est plus amont avec un focus sur la production des radionucléides innovants.

Suite à cette discussion, une ½ journée sur les radionucléides innovants va être organisée lors des prochaines journées du GIS club des radiopharmaceutiques à Montpellier le 17 mai après midi.

Le GdR a également été consulté sur l’atelier Alto 2.0 à Orsay. Nous avons rendu un rapport d’expertise à la suite des discussions.

 

Pôle Radiobiologie

Nous avons organisé un colloque sur les données expérimentales pour les modèles et simulations.

 

Autres activités :

Des membres du GdR (Ferid Haddad, Christian Morel et Sébastien Incerti) ont participé à la rédaction du rapport Nuppec Long Rage Plan.

Le site web du GdR a été porté sur la plateforme de développement Joomla (pérenne) et mis en ligne début janvier 2018.

 

 

Agenda prévisionnel 2018 pour chaque pôle

 

 Développement internet et autres communications via les divers réseaux :

Introduire un moyen simple sur le site du GdR pour s’inscrire à liste de diffusion :

Action menée par Christian Finck et Christian Morel

Définir une personne par laboratoire pour devenir point de contact avec le GdR afin de remonter sur le site du GdR les actions des labos concernant la thématique santé.

Lancer les fiches étudiants : l’idée est de mettre sur le site internet une page d’information sur le sujet et les compétences de chaque étudiant en thèse.

Action menée par Christian Finck et Marie Vanstalle

 

Journées du GDR :

Manuel Bardiès propose d’organiser les journées du GdR à Toulouse. Cette proposition est retenue par le comité de pilotage. Ces journées auront lieu les 3-4 décembre 2018.

 

Réflexion sur les frontières de la discipline :

Il ressort également de nos discussions qu’il serait intéressant de faire ressortir la définition des frontières de chaque pôle ou des grands défis (comme la physique des deux infinis). Cela permettrait de se placer sur un plan moins technique et plus en lien avec les défis sociétaux.

  • Pôle Imagerie

Deux axes de discussion sont retenus à court et moyen terme pour les activités du pôle imagerie :

  • D’une part, le pôle imagerie souhaite organiser une réflexion sur le sens d’un défi sur la calorimétrie hautement résolue en temps aussi connu sous le nom de défi 10 ps, qui pourrait voir le jour à l’instar des défis technologiques XPRIZE lancés par Elon Musk (https://www.xprize.org) ou encore de la série de prix récemment lancés par la Commission européenne (http://ec.europa.eu/research/horizonprize). Il s’agira de rassembler avant l’été les membres du pôle imagerie avec quelques intervenants extérieurs dans le but de déterminer quelles pourraient être les motivations et les attendus d’un tel défi et d’en imaginer les règles.
  • D’autre part, le pôle imagerie souhaite engager dans un second temps une réflexion sur les conséquences de nouveaux systèmes d’imagerie corps-entier du type de celui proposé par le projet Explorer aux Etats-Unis et qui visent à diminuer la dose nécessaire à la tenue d’un examen TEP corps-entier, voire de rendre cette modalité accessible aux nouveaux nés. En quoi ces systèmes vont-ils modifier la pratique clinique ? L’Europe doit-elle aussi lancer ce type de projet et à quel niveau ? Cet atelier pourrait être organisé début 2019 en s’assurant la participation des protagonistes du projet explorer ainsi que de spécialistes en politique de la santé.

 

  • Pôle Thérapie

L’objectif final est d’essayer de fédérer les équipes autour du futur centre Archade.

Les modes innovants de délivrance de dose visent à optimiser le rapport des effets de la dose sur le tissu sain versus tissu tumoral. Les paramètres physiques de l'irradiation, comme par exemple le type de particules (proton, Helium, Carbone, Oxygène...), le débit de dose (très haute intensité) et les distributions spatiales (mini faisceaux) ont un impact sur l'effet biologique du rayonnement. L’intérêt d’ions autres que le proton ou le carbone doit encore être évalué (pénombre, fragmentation, effet biologique...). Des études sur la production de faisceaux permettant une petite taille de champs avec un maximum d’intensité dans des centres cliniques ainsi que le développement d’outils et de protocoles adéquats pour la dosimétrie sont nécessaires.

Organiser une « réunion » de deux jours lors du premier patient proton à Archade (été 2018) pour réaliser un état des lieux des perspectives en termes de traitements utilisant différents ions.

 

  • Pôle Radiobiologie :

Organiser sur deux jours l’état des lieux des plateformes d’irradiation (inclure Namur, CEA et IRSN) et y inclure les plateformes précliniques utilisées par les radiobiologistes/radiothérapeutes dont la majorité ne bénéficie pas de l’apport de la physique. Adresser la thématique de la modulation du stress cellulaire/tissulaire en radiobiologie

 

  • Pôle Radioisotopes :

Participation à l’atelier de réflexion stratégique académique industriel (Club des radiopharmaceutiques) qui aura lieu à Montpellier le 17 et 18 mai 2018. Le programme a été élaboré conjointement avec le comité scientifique du Club. La thématique « les radioéléments : avantages – inconvénients » sera animée principalement par les membres du pôle radioisotopes du GDR MI2B. L’actinium, le cuivre, l’astate, le scandium et le terbium seront discutés.

Une journée de réflexion/discussion autour de la thématique du cuivre (cuivre 64 et 67) sera organisée.

Avec plus de 12 laboratoires impliqués dans des thématiques scientifiques liées à la santé, associés à des plateformes expérimentales de pointe, l’IN2P3 contribue à l’avancée des technologies et connaissances dans le domaine du nucléaire lié à la santé. Les défis actuels auxquels les équipes de l’institut participent ont pour objectifs principaux de diagnostiquer précocement les maladies et de proposer des thérapies de plus en plus personnalisées.

Afin de garder une cohérence nationale et une ambition commune, le GdR « Outils et méthodes nucléaires pour la lutte contre le cancer » (MI2B) accompagne l’IN2P3 en animant la communauté et en proposant des réflexions afin de promouvoir de nouvelles approches méthodologiques et instrumentales dans le domaine du nucléaire-santé pour le diagnostic et la thérapie. Par son rôle fédérateur, le GdR doit susciter l’émergence de nouveaux projets collaboratifs dépassant les frontières de l’IN2P3.

Le GdR est organisé en quatre pôles thématiques animés par un comité de pilotage. Les paragraphes suivants présentent le résultat des discussions du comité où pour chaque pôle sont présentés les enjeux scientifiques ainsi que les actions à mener pour l’année 2017.

 

Pôle imagerie

Les enjeux actuels de l’imagerie clinique s’inscrivent dans le cadre de l’accès à un diagnostic précoce et un traitement de plus en plus personnalisé des patients. En imagerie préclinique, les enjeux sont principalement focalisés sur l’accélération du rythme de développement de nouveaux agents théranostiques. Le développement et l’utilisation généralisée des techniques d’imagerie moléculaires quantitatives multi-paramétriques sont l’une des solutions pour répondre à ces objectifs. D’un point de vue technologique, ceci impose notamment d’améliorer de manière significative la sensibilité des techniques d’imagerie moléculaires, de réduire les doses associées à leur utilisation, de développer des systèmes intégrés multimodaux, ainsi que des dispositifs d’imagerie dédiés permettant de répondre plus efficacement aux spécificités d’un organe (cœur, sein, prostate, ..) ou d’une application (assistance des traitements en chirurgie et radiothérapie, imagerie sur modèles petits animaux…) et d’augmenter l'accessibilité aux patients.

D’une manière générale, les thèmes abordés au sein du pôle imagerie du GDR MI2B relèvent de ces grands défis : imagerie diagnostique multimodale haute-sensibilité (TEP temps-de-vol, imagerie hybride simultanée TEP/CT et TEP/IRM, imagerie 3-gammas, CT à comptage de photons et CT spectral), planification de traitement (tomographie protons), thérapie guidée par l’image (imagerie des gammas prompts pour le suivi de la délivrance de dose en hadronthérapie, imagerie peropératoire en chirurgie, …) et imagerie préclinique (démonstrateurs, plates-formes multimodales, imagerie hybride simultanée, sondes intracrâniennes pour l’imagerie sur l’animal vigile). Ces développements, qu’ils soient menés dans la perspective d’applications finalisées, de démonstrations liées à l’émergence de ruptures technologiques ou plus simplement d’une veille technologique assurant la disponibilité de savoir-faire au sein des unités de recherche de l’IN2P3, sont fertilisés par les grands défis techniques de la physique nucléaire et des particules que sont la trajectographie, la calorimétrie, l’acquisition, le traitement de données et la simulation Monte Carlo. Ils peuvent donc dégager des synergies fortes avec les activités fondamentales de l’institut. Parallèlement, ces projets dépassent souvent les capacités et l’expertise d’une seule équipe de recherche et nécessitent d’être menés au sein de collaborations, le plus souvent interdisciplinaires.

En 2017, le pôle imagerie propose d’animer un atelier sur le défi représenté par la TEP sans reconstruction, qui nécessite le développement de chaînes de détection avec des temps de résolution en coïncidence (CRT) inférieurs à 10 ps. Ce thème constitue une des activités de recherche proposées dans le cadre du projet d’infrastructure ERAMMIT (Enabling Research Access for Multiparametric Molecular Imaging Technologies) soumis en réponse à l’AAP INFRAIA-2 du programme cadre H2020 et sélectionné en première instance pour une soumission complète fin mars 2017. Franchir la barre des 10 ps constitue un défi technique et sociétal doté d’un grand potentiel d’image pour le CNRS et l’IN2P3. L’atelier proposé pourrait œuvrer à structurer la présentation d’un tel défi, de son impact sur la société (diminution de la dose, diagnostic précoce, réduction du coût par patient) et à imaginer des stratégies (organisationnelles, financières, de communication, techniques) pour y parvenir (e.g. création d’un défi international doté d’un prix et définition des règles).

 

 

Pôle thérapie

L'enjeu des activités du pôle thérapie est l'amélioration de l'indice thérapeutique des traitements par rayonnement. C’est-à-dire augmenter la probabilité de contrôle tumoral sans augmenter les complications aux tissus sains. Aujourd’hui, la tolérance des tissus sains continue à être la principale limitation pour délivrer des doses curatives dans la tumeur.

D’une manière générale, les thèmes abordés par ce pôle sont le contrôle qualité de la délivrance du traitement, les modes innovants de délivrance de dose (énergie, position, temps) et l’optimisation de la planification de traitement.

Le contrôle qualité vise à optimiser le différentiel dose aux tissus sains sur dose à la tumeur. A cette fin des moniteurs faisceaux sont développés pour la thérapie et la radiobiologie ainsi que des méthodes de contrôle du dépôt de dose en ligne pour l'hadronthérapie. Ces méthodes cherchent à utiliser les particules secondaires (beta+, gamma, protons…) émises lors des interactions du faisceau avec les tissus traversés.

Les modes innovants de délivrance de dose visent à optimiser le rapport des effets de la dose sur le tissu sain versus tissu tumoral par des modalités innovantes de délivrance de dose. Les paramètres physiques de l'irradiation, comme par exemple le débit de dose et les distributions spatiales et temporelles de dose ont un impact direct sur l'effet biologique du rayonnement. Or, la radiothérapie standard a été limitée aux quelques mêmes schémas temporels et spatiaux de débits de dose. Dans ce contexte, deux stratégies sont possibles :

  • radiothérapie/hadronthérapie avec du fractionnement spatial de la dose ;
  • radiothérapie/hadronthérapie avec des très forts débits de dose.

Dans les deux cas, des études sur la production du faisceau (petite taille de champs avec un maximum d’intensité dans des centres cliniques) ainsi que le développement d’outils et de protocoles adéquats pour la dosimétrie sont nécessaires.

L’optimisation de la planification de traitement vise à optimiser le différentiel dose aux tissus sains sur dose à la tumeur en améliorant les données d'entrée physiques et anatomiques des TPS afin de limiter les marges prises lors des irradiations. A cette fin une imagerie en amont du traitement est étudiée et des mesures de données de base (sections efficaces, dosimétrie…) sont réalisées. Ces données permettent de contraindre les modèles existants et peuvent servir à en développer de nouveaux.

En 2017, le pôle thérapie propose d’animer un workshop sur le monitoring faisceau pour définir l’état des lieux et les besoins des différentes infrastructures ainsi qu’un workshop sur les nouvelles modalités de délivrance de dose (mini faisceaux, dose flash, électrons de haute énergie…).

 

 

Pôle radionucléide

L’utilisation des radionucléides présente un réel intérêt en médecine pour le diagnostic par imagerie moléculaire (TEP ou TEMP) notamment en neurologie et en oncologie, et pour la thérapie dans le cadre du traitement du cancer. A cette fin, il est nécessaire de développer des radiopharmaceutiques innovants et de les transférer en clinique. Ces radiopharmaceutiques participeront au développement de la médecine de précision, encore appelée médecine personnalisée, en permettant d’orienter les patients vers les thérapies adaptées en fonction de leur réponse ou du stade d’avancement de la maladie et d’offrir des méthodes alternatives et/ou complémentaires pour le traitement des cancers notamment au travers des thérapies ciblées.

L’enjeu de ce pôle est de stimuler la recherche associée aux radionucléides innovants dans une démarche théranostique (associant imagerie et thérapie), d’offrir une plus grande disponibilité des radionucléides d’intérêts et des produits radiopharmaceutiques associés afin de stimuler la recherche et les essais cliniques de phase précoce.

Les principales questions étudiées dans ce contexte sont :

  • Quels radionucléides innovants faut-il promouvoir ? comment peut-on les produire et en assurer la distribution aux centres hospitaliers ?
  • Quels agents biologiques pour une vectorisation sélective ?
  • Comment attacher le radionucléide au vecteur biologique de manière stable ?

La disponibilité de ces radionucléides dépend fortement de la capacité des partenaires à les produire en quantités et qualités suffisantes.

Le pôle « production de radionucléides pour l’imagerie et la thérapie » a émergé récemment sous l’impulsion de trois laboratoires : GIP ARRONAX (Nantes), IPHC (Strasbourg) et Subatech (Nantes). Le pôle aujourd’hui a agrandi son périmètre et associe à ses réflexions plusieurs laboratoires comme le GANIL avec l’accélérateur SPIRAL2 et d’autres hors IN2P3 comme le CEMHTI, l’ILL et le CERN avec l’installation MEDICIS. Cette thématique regroupe à la fois des compétences en physique (nucléaire, détecteur pour le diagnostic faisceau, matériaux pour les cibles) et en radiochimie (séparation chimique pour obtenir une bonne pureté radionucléidique et études des propriétés des radio-isotopes  pour une optimisation des conditions de radiomarquage). Des collaborations fortes ont été mises en place au niveau de chaque laboratoire avec les équipes de biologistes et le monde médical (pharmaciens et médecins). Les objectifs sont :

  • promouvoir/sécuriser les radionucléides innovants pour l’imagerie et la thérapie ;
  • montrer, en collaboration avec le monde médical, l’intérêt/faisabilité de l’approche théranostique pour la médecine ;
  • être en support dans le développement de nouvelles approches d‘imagerie phénotypique afin d’améliorer le diagnostic et le suivi thérapeutique des cancers.

En 2017, le pôle radionucléide projette de réaliser un protocole de collaboration scientifique (Memorandum of Understanding - MoU) entre les différents acteurs français pour le projet européen ERAMMIT  (Enabling Research Access for Multi-parametric Molecular Imaging Technologies). Le projet a passé la phase 1 et le dossier pour la phase 2 est en préparation.

Le pôle souhaite également finaliser le livre blanc sur le cuivre-64 et les émetteurs alpha. Ce livre blanc sera ensuite transmis aux tutelles et sociétés savantes (Société Française de Médecine Nucléaire - SFMN, Club des radiopharmaceutiques, Société Française des Physiciens Médicaux - SFPM). Le pôle sera également partie prenante dans la promotion d’un premier essai clinique avec le cuivre-64 via le Labex IRON (Innovative Radiopharmaceuticals in Oncology and Neurology).

Le pôle radionucléide propose d’animer un workshop sur la réflexion de l’intérêt de l'approche théranostique.

 

 

Pôle radiobiologie

Depuis une dizaine d’années, les équipes de l’IN2P3 ont travaillé de concert afin de se structurer et de mettre en place des plateaux techniques et des collaborations multidisciplinaires en relation avec la radiobiologie (activités GDR Mi2B).

Aujourd’hui, les enjeux de la radiobiologie en recherche fondamentale peuvent se résumer en 3 axes : 

  • L’optimisation des protocoles de radiothérapie (proton/hadronthérapie) et le développement de thérapies innovantes (radiothérapie et nanomédecine). Cet axe concerne également les études des mécanismes fondamentaux impliqués dans les phénomènes de la radiosensibilité individuelle et de la radiorésistance tumorale. Il s’agit d’identifier des indicateurs biologiques (biomarqueurs) qui permettront d’estimer pour un individu/une population/un sous-type tumoral les risques que représente une exposition aux RI. Ces études nécessitent l’intégration de concepts/méthodes de modélisation/simulation, de dosimétrie, d’irradiation, d’analyses biologiques (cohorte de patients, lignées cellulaires, analyses génomiques, ...).
  • La compréhension des mécanismes (physiques, chimiques, biologiques, épigénétiques,...) mis en jeu lors d’exposition à de faibles doses à l’échelle de l’individu, des populations et des générations (effets transgénérationnels, épigénétique). Il s’agit d’étudier la réponse de populations d’organismes vivants (bactéries, nématodes, cellules humaines, ...) à différents niveaux d’expositions contrôlées (faible débit de dose, micro-irradiation ciblée, environnement radiation protégé). Ces études offrent l’opportunité d’étudier des effets déterministes et stochastiques à grande échelle, sur plusieurs générations (évolution, ...).
  • La contribution aux enjeux de la modélisation du vivant et des modèles de prédiction associés («Big Data»). Les informations apportées par l’imagerie de diagnostic et de planification des traitements, ainsi que, les données fournies par les biomarqueurs doivent être exploitées pour prédire des signes cliniques et pour orienter le patient vers une stratégie thérapeutique (vers une thérapie personnalisée). Ceci nécessite le développement d’outils d’analyse statistiques et de modèles biophysiques prédictifs des signes cliniques qui intègrent les paramètres d’irradiation (type, énergie, distribution spatio-temporelle de la dose), les effets des agents chimiques injectés chez le patient (nanoparticules, vecteurs de radionucléides, traitements hormonaux, agents pro-apoptotiques…) et des données sur le microenvironnement tumoral, la modélisation des processus biologiques (croissance tumorale, prolifération cellulaire, ...)

 

Ces axes de recherche nécessitent l’intégration obligatoire dans des programmes de recherche multidisciplinaires des activités de l’IN2P3 (théorie, simulation/modélisation, dosimétrie, imageries multimodales, détection, irradiation, caractérisation physico-chimiques,...) et donc d’établir des liens entre les différentes institutions comme CNRS/INSB, CNRS/INC, INSERM, IRSN, INRIA, AVIESAN, sociétés savantes...

En 2017, le pôle radiobiologie propose d’animer un atelier sur deux jours pour faire l’état des lieux de la modélisation cellulaire et subcellulaire sous rayonnement (rattachée à la question 3). En lien avec le master projet unification des plateformes, le GdR se propose d’organiser une journée pour discuter de l’état des lieux sur les compétences et potentialités des plateformes d’irradiation.