Influence of radiation dose distribution in radiobiological modifications after Gamma Knife radiosurgery

La radiochirurgie par Gamma Knife constitue une modalité thérapeutique reconnue de certaines affections cérébrales. Le traitement se base sur l’administration d’un rayonnement focalisé au niveau d’une cible intracrânienne. L’efficacité de ce traitement repose sur la délivrance d’une dose d’irradiation efficace au sein d’un volume-cible associé à la délivrance d’une dose d’irradiation négligeable à l’extérieur de ce même volume-cible. En pratique, la dose d’irradiation administrée à l’intérieur du volume-cible n’est pas distribuée de manière homogène, et la dose d’irradiation reçue par les tissus situés en-dehors du volume-cible n’est pas nécessairement faible. Notre travail est basé sur l’hypothèse que l’imperfection de la distribution de la dose d’irradiation au sein du volume-cible et en-dehors de celui-ci peut être responsable des échecs et des complications rencontrées en radiochirurgie. Dans deux modèles cliniques de traitement radiochirurgical, le schwannome vestibulaire et la névralgie du trijumeau, nous avons montré qu’il existait une relation entre les paramètres de distribution de dose d’irradiation et certains résultats du traitement radiochirurgical par Gamma Knife de ces pathologies. Nous avons développé deux modèles expérimentaux d’irradiation radiochirurgicale de rats, l’un ciblé sur le striatum et l’autre sur le nerf trijumeau, permettant d’analyser les conséquences histologiques des variations de la distribution de dose à l’intérieur du volume-cible ainsi qu’à distance de celui-ci. Nous avons démontré que la réponse radiobiologique des tissus irradiés était fortement dépendante de ce paramètre dosimétrique, et que ce dernier constituait une donnée de la planification chirurgicale aussi importante que la dose de prescription. Nous avons corrélé ces résultats avec certaines observations réalisées dans d’autres indications de traitement radiochirurgical ainsi que dans l’analyse histologique de tumeurs traitées par Gamma Knife. Ces études mettent en évidence le rôle important joué par l’optimalisation de la distribution de la dose d’irradiation dans l’amélioration des résultats cliniques du traitement radiochirurgical. Les valeurs optimales de la distribution de dose dans les différentes indications de traitement radiochirurgical doivent être recherchées, et les différentes méthodes mises à notre disposition lors de la planification dosimétrique pour améliorer la distribution de dose doivent être utilisées avec discernement pour obtenir la dosimétrie radiochirurgicale la plus parfaite possible.Doctorat en sciences médicales