Assemblée Générale 2023 du GdR Mi2B

4 oct. 2023, 14:00 → 6 oct. 2023, 14:30 Europe/Paris

Bâtiment CREATIF (LP2IB)

L'assemblée Générale se tiendra au LP2IB à Bordeaux du mercredi 4 octobre à 14h au vendredi 6 octobre 2023 à 13h.

Comme chaque année, l'évènement sera l'occasion de présenter brièvement le bilan des évènements organisés et des actions menées par le GdR pour l'année précédente, et de discuter de celles à mener à l'avenir.

C'est également l'occasion de présenter les travaux des différentes équipes partenaires au sein des quatre grands pôles thématiques : Imagerie, Radiothérapie, Radionucléides et Effets des Irradiations sur le Vivant) ou des thématiques transverses (Calcul, Plateformes et Clinique) du GdR.

Nous invitons donc pour cela toutes les équipes à soumettre des contributions lors de votre inscription!

Incitez en particulier vos doctorants et post-doctorants à venir présenter, nous leur réserverons au moins la moitié du temps de présentation prévu. Nous rappelons que les contributions des étudiants et post-docs SFPM sont bienvenues.

Cette année, nous avons prévu également faire un focus sur deux thématiques connexes et transverses du Gdr avec plusieurs orateurs invités autour de la Neurologie et des Organoïdes.

19 septembre 2023: le programme ses sessions est mis à jour 

Les inscriptions sont closes

Quelques précisions pratiques:

Le jeudi soir 5 octobre, les participants sont conviés à un diner organisé au centre de Bordeaux, au Café du Port (1 Quai Deschamps). Vérifiez votre inscription, merci de nous signaler si vous vous désistez.

Par ailleurs, le site du LP2IB où aura lieu l'évènement étant excentré de Bordeaux (situé sur la commune de Gradignan), il peut être préférable de se loger dans le centre de Bordeaux. Des navettes de car quotidiennes de et vers l'arrêt de tramway Peixotto (ligne Tram B) seront mises en place pour rejoindre le LP2IB. 

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mer. 4 octobre

14:00 → 14:15 Divers: Welcome

14:15 → 16:15 Pôle Imagerie: Méthodes et instruments en imagerie biomédicale

Présidents de session: Dr Marc-Antoine Verdier (IJCLab - Université Paris Cité), Mathieu Dupont (Aix Marseille Univ, CNRS/IN2P3, CPPM, Marseille, France)

14:15 Évaluation des performances du scanner Siemens Somatom go.Open Pro avec GATE

Orateur: Gaëtan Raymond (LPC Siemens)

14:35 General Electric Signa PET-MR simulations: validation with GATE

Orateur: Adrien Paillet

14:55 Imagerie quantitative à l’225Ac

Orateur: Ludovic Ferrer (ICO René Gauducheau)

15:15 Positron transmission imaging of histological slices

Orateur: Adrien Hourlier (IPHC)

talkGDR2023.pdf

15:35 Point d'avancement sur la construction de la caméra 3 photons Xemis2

Orateur: nicolas beaupere

gdrmi2b_projetXemis2_beaupere_04oct2023_v02.pdf

15:55 Utilisation de l’intelligence artificielle pour la réduction de l’empreinte temporelle sur les procédures de dosimétrie en radiothérapie interne vectorisée en utilisant le radio-pharmaceutique 177Lu − PSMA

Orateur: Max Celio Nzatsi (Institut de Cancérologie de l'Ouest)

Présentation_GdR_Mi2B.pdf

16:20 → 18:20 Pôle Radioéléments

Présidents de session: Ferid Haddad, ali ouadi (iphc)

16:20 PRISMAP — building a European network for medical radionuclides

Orateur: Ferid Haddad

16:40 Production du radio-isotope Tb-155 à partir de Gd-155 pour la médecine nucléaire

Le radio-isotope 155Tb offre d’importantes perspectives en théranostique grâce à ses applications potentielles en imagerie SPECT et en thérapie Auger. Cependant, son application est actuellement limitée en raison d’une production insuffisante. Pour accroître sa disponibilité, cette étude propose d'utiliser des cibles enrichies en 155Gd pour produire du 155Tb par la réaction 155Gd(d,2n)155Tb. Les objectifs de cette recherche comprennent la mesure des sections efficaces de la réaction et le développement d’une méthode de production à grande échelle du 155Tb.

Orateur: Yizheng WANG

17:00 procédé de séparation pour la purification du radio-isotope médical lutétium-177

Orateur: ali ouadi (iphc)

17:20 Production de plomb-203 au GIP ARRONAX

Les radio-isotopes de plomb-212 (t1/2 = 10,6 h) et de plomb-203 (t1/2 = 51,9 h) peuvent être utilisés pour des applications théranostiques en médecine nucléaire. Le plomb-212 est obtenu à partir de la désintégration du thorium-232 et est utilisé pour l’alphathérapie ciblée, tandis que le plomb-203 est produit par irradiation sur une cible de thallium avec des protons ou des deutérons et permet la tomographie par émission monophotonique (TEMP) grâce à son émission de photons de 279,2 keV (80,9 %).

Orateur: Thomas Sounalet

17:40 First Astatine-211 production at SPIRAL-2: contaminants cross-section measurements

Targeted Alpha Therapy (TAT) offers a promising approach to treat cancer, particularly micrometastases, by utilizing the short range of alpha particles and their high linear energy transfer. Astatine-211, which belongs to the halogen family also shares chemical properties with Iodine, a radioisotope commonly used for imaging. This similarity enables the use of Iodine as an analogue for biodistribution and dosimetry studies while using 211At for treatment. For these reasons, the production of 211At and the characterization of the contaminants must be studied and optimized. In this study, we used an alpha beam at SPIRAL2, NFS to produce 211At via the reaction 209Bi(α,2n)211At. The production cross-section of 211At increases with increasing alpha energy up to 31 MeV. However, caution must be exercised as 210At production also occurs via the 209Bi(α,3n)210At reaction above 28.6 MeV. 210At decays to 210Po, an alpha-emitting radionuclide with a half-life of 138.3 days and high toxicity. We irradiated 209Bi target at various alpha beam energies between 28 to 31 MeV to measure 210,211At cross-sections and to determine the 210At/211At ratio. We employed gamma spectroscopy using germanium detectors to evaluate the contribution of 210,211At through characteristics gamma rays. The incident particle flux was monitored using a Faraday cup. This flux measurement combined with the number of detected γ-rays allowed to determine the production cross-sections of 210,211At as a function of energy and the results were in good agreement with the literature values. We have also used well-known cross-sections of alpha on Cu from literature to cross-check and improve the accuracy of our flux measurements. Astatine-211 is a promising radionuclide for TAT and needs careful monitoring of unwanted radionuclides. This study was the first step in the evaluation of cross-section to optimize the alpha energy. The next step will be 211At production with a high power target for interdisciplinary studies. This study was financially supported by the REPARE ANR project (Projet-ANR-19-CE31-0013).

Orateur: Saba Ansari-Chauveau (postdoc)

Astatine_production_GDR.pdf

18:00 Radio isotopes générés par l'accélération laser-plasma

Orateur: Antoine Maitrallain (CNRS/LP2iB)

18:20 → 19:30 coktail

19:30 → 20:15 Transport Gradignan - Bordeaux

jeu. 5 octobre

08:00 → 09:00 Transport Gradignan - Bordeaux: Bordeaux - Gradignan

09:00 → 10:30 Pôle Radiothérapies

Présidents de session: Jean Michel Létang (CREATIS), Rachel Delorme (Univ. Grenoble Alpes, CNRS, Grenoble INP, LPSC-IN2P3, 38000 Grenoble, France)

09:00 Introduction session: bilan et activités du pôle

Orateur: Rachel Delorme (Univ. Grenoble Alpes, CNRS, Grenoble INP, LPSC-IN2P3, 38000 Grenoble, France)

20231005_AGMi2B_PoleRT_RDelorme.pdf

09:18 Time-of-flight imaging for gamma prompt imaging in proton therapy

Proton therapy is a method of particle therapy that uses a beam of protons to irradiate deep-seated tumours. Unlike other forms of radiotherapy, it offers greater precision in dose deposition and cancer treatment. Dose deposition occurs mainly at the end of the proton path and there is virtually no energy deposition before that.
However, the accuracy of dose deposition is limited by uncertainties related to the range of protons inside the patient. Improving the localisation of the proton range would allow the planning target volume (PTV) to be defined closer to the tumour, making the therapy more effective.
In the context of the TIARA (Time-of-flight Imaging ARrAy) project, our aim is to monitor in real time the range of protons inside the patient during treatment by imaging the emission vertices of Prompt Gammas (PGs) resulting from nuclear interactions of protons inside the patient. This can be achieved by measuring the cumulative Time-Of-Flight (TOF) of the proton and the PG. For this, we use a beam monitor to detect protons passing through it (used as a start signal) and a number of gamma ray detectors distributed around the PTV to detect PGs (used as a stop signal). This new imaging technique is called Prompt Gamma Time Imaging (PGTI) [1].
To contribute to the development of the PGTI, we have developed a full Monte Carlo simulation using the Geant4 toolbox of the TIARA demonstrator, which includes the beam monitor and 30 PbF2 Cherenkov radiators placed around a target phantom. The simulated data is then used as a validation set for a non-trivial iterative joint inversion of the proton velocity profile and energy loss as a function of proton range from measured TOFs.

[1] M. Jacquet et al., A high sensitivity Cherenkov detector for prompt gamma timing and time imaging, Sci. Rep. 13 (2023) 3609

Orateur: Alicia Garnier

Présentation_GDR_GARNIER.pdf

09:36 Secondary particle measurement : CLINM experiment

During a cancer treatment with particle therapy (heavy ion or proton beam), nuclear reactions of the primary beam with the targeted volume need to be quantified in order to calculate exactly the dose received by the patient. Particle therapy permits, compared to therapy using X-rays, to deliver a more conformal dose to the tumor while sparing healthy tissues. However, the primary beam and target fragmentation lead to the production of lighter fragments, which may contribute to undesired dose in healthy tissues. Dose calculations in particle therapy rely on high-performance algorithms which include both physical and biological processes. These calculations are based on data provided by the Monte Carlo. However, there is currently a lack of experimental data regarding nuclear reactions in particle therapy, which can introduce inaccuracies in dose calculations.
The CLINM project (Cross-sections of Light Ion and Neutron Measurements) aims to contribute to fill the existing gap in nuclear data for heavy ion therapy. The main objective of this project is to propose a global characterization of the secondary particles (charged, neutrals) produced by fragmentation processes of ions on tissues, as well as their chemical effects. The study of the radiolysis products generated by these secondaries is performed by the Radiochemistry team of IPHC, while the physical measurement of the particles is done by the DeSIS team. These measurements are carried out with different detectors setup but in this work, we will focus on the measurements of secondary charged particles, performed with a E-E telescope.
The E-E telescope is made of a thin plastic scintillator placed in front of a cerium bromide crystal scintillator (CeBr3). This telescope was placed behind a target of PMMA. Secondary particles resulting from the interaction of the beam with the target pass through the plastic scintillator, where they deposit a small amount of energy (E). Subsequently, they are stopped inside the CeBr3, where they deposit their remaining energy. This process allows to produce a E-E map, which enables the identification of the different types of particles. The energy of these particles can be reconstructed thanks to the calibration of each detector for different ion types.
The calibration process was conducted at various facilities capable of providing accelerated ions, including protons with energies from 16 MeV to 60 MeV and 12C ions with energies from 110 MeV/u to 200 MeV/u. Both the plastic scintillator and the cerium bromide scintillator exhibited an excellent response to ions. Notably, the response of the cerium bromide scintillator follows the Birks' law over a wide range of deposited energies.
In May 2023, an experiment was conducted at the CNAO Hadrontherapy facility in Pavia, Italy, in order to measure the first set of secondary particles using the CLINM setup. The E-E map was obtained from the interaction of 12C ions with a PMMA target (5 cm) and the E-E telescope was placed at 5 from the beam. The results obtained from this experiment will be presented, and it will be shown that, although it is not possible to distinguish between different isotopes, various charges (Z=1,2,3) of the secondary particles can be identified. Their energy spectra will be presented, compared to simulated distributions obtained with Geant4.

Orateur: Lévana Gesson

CLINM_Gesson.pdf

09:54 Estimation de la dose hors-champs en radiothérapie par simulation Monte Carlo

Les radiothérapies modernes ont considérablement amélioré les taux de survie des patients atteints de cancer, mais, malgré les progrès récents des approches thérapeutiques récentes – y compris la radio-immunothérapie – il reste des défis considérables pour améliorer à la fois la survie et la qualité de vie des patients. Par exemple, la radiothérapie a des effets immuno-modulateurs positifs sur les tumeurs, mais peut nuire aux lymphocytes circulants, même à distance du principal champ d’irradiation. Il est donc devenu crucial d'estimer précisément les faibles doses afin d’en estimer leur impact et contrôler/atténuer les conséquences délétères.

L'équipe Tomoradio de CREATIS, en collaboration avec le Centre Léon Bérard et l'Institut Gustave Roussy, se propose de développer un modèle d'apprentissage profond pour calculer rapidement et avec précision ces faibles doses. Ce modèle sera entraîné par des simulations Monte-Carlo, optimisées à partir de données spécifiques aux patients et à l'accélérateur utilisé.

Nous présenterons les débuts de ce projet qui s’appuie sur une version de GATE en cours de développement, prémisse de la future version, GATE 10. Cette dernière inclut la possibilité de faire du multithreading, offre des approches variées de réduction de variance et est basée sur une interface Python.

Orateur: Maxime Jacquet (Creatis, Lyon)

23-11-05_GDR_jacquet.pdf

10:12 PenMRT: A multi-scale treatment planning system for microbeam radiation therapy

"Microbeam radiation therapy (MRT) is a treatment modality based on spatial fractionation of synchrotron generated x-rays into parallel, high dose, microbeams of a few microns width. MRT leads to high dose gradients replicated at a micrometric scale inside the irradiation field to induce the dose-volume effect. Promising preclinical results of MRT on brain tumors and epilepsy encourage its clinical transfer.
The present work reports advances toward a safe clinical transfer of MRT. For clinical transfer of MRT, its underlying radiobiological mechanisms must be known. The efficiency and the risks of treatment should also be evaluated. Having a high gradient micrometric dose distribution, it is necessary to provide a precise calculated dose map in micrometric scale. For this reason a multi-scale full Monte-Carlo dose calculation engine called penMRT has been developed and cross validated to other calculation methods. PenMRT takes into account the voxelized geometry of the patients (CT-scans) and offers an adaptive micrometric dose calculation grid independent to the CT size. Using penMRT, high resolution differential dose-volume histograms can be extracted and correlated to biological data.
In the future, penMRT will be included in a commercial treatment planning system as the calculation core. PenMRT is a versatile calculation engine thanks to its multiscale approach. This calculation engine can also be used beyond the MRT platform, whenever high resolution calculated doses with precision is mandatory (e.g, stereotactic radiosurgery or dose distribution in presence of nanoparticles)."

Orateur: Sarvenaz Keshmiri (STROBE)

Gdr_Bordeaux_keshmiriV2.pdf

10:30 → 11:00 Pause café

11:00 → 12:20 Session thématique: Organoïdes

Président de session: Dr Lucie Sancey (Institut pour l'avancée des biosciences U1209 UMR5309 UGA)

11:00 Modèles de sphéroïdes pour la radiobiologie : exemples de traitement de données.

Orateur: Dr Anne-Laure Bulin (Institute for Advanced Biosciences - Inserm)

11:20 Utilisation d’œufs embryonnés comme alternative à l’expérimentation animale

Orateur: Dr Lucie Sancey (Institut pour l'avancée des biosciences U1209 UMR5309 UGA)

11:40 Modelisation de la réponse tumorale à la radiothérapie par bioimpréssion de modèles 3D

Orateur: Prof. François Paris (Inserm)

12:00 Présentation sphéroïdes (Voxel)

Orateur: Laeticia Andric (Voxel (Bordeaux))

12:20 → 13:35 Déjeuner

13:35 → 15:15 Session thématique: Neuro

Président de session: Denis Dauvergne (Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie de Grenoble, CNRS/IN2P3)

13:35 MAPSSIC, une microsonde beta+ implantable pour la neuro-imagerie du rat éveillé et libre de ses mouvements : première caractérisation du capteur et simulations d'imagerie in vivo

Orateur: Samir El ketara (IJCLab, Université Paris-Saclay)

13:55 Les apports de l'imagerie TEP à la compréhension des médicaments du cerveau

La neurologie et la psychiatrie sont les disciplines médicales qui peinent le plus à renouveler leur arsenal thérapeutique. Les nombreux échecs de développement des médicaments à visée cérébrale s'expliquent, notamment, par des propriétés pharmacologiques "basiques" insuffisamment connues avant la première administration à l'homme. Le médicament-candidat va-t-il entrer dans le cerveau? Va-t-il se fixer sur la cible visée et suffisamment longtemps? Va-t-il entrainer les effets biologiques escomptés ? ....
L'imagerie TEP et ses radiopharmaceutiques émetteurs de positons peuvent répondre à certaines de ces questions, en amont des grands essais cliniques. Des exemples de développements récents de médicaments pour la neurologie et la psychiatrie illustreront ces applications de l'imagerie isotopique à la neuropharmacologie.

Orateur: Luc Zimmer (CERMEP)

14:15 Soigner les épilepsies avec des photons?

Orateur: Antoine Depaulis (INSERM)

14:35 Le rayonnement synchrotron pour l’imagerie des métaux dans les neurones à l’échelle de la synapse

Les métaux essentiels tels que le fer, le cuivre ou le zinc sont impliqués dans les fonctions synaptiques et dans les mécanismes de la synaptogenèse. Comprendre le rôle des métaux sur les fonctions synaptiques est un défi difficile à relever en raison de la très faible concentration de ces éléments dans les neurones et de la taille sub-micrométrique des compartiments synaptiques. Pour relever ce défi, nous avons développé une approche de nano-imagerie corrélative combinant la détection des métaux et des protéines. Tout d'abord, la microscopie à déplétion par émission stimulée (STED), une technique de microscopie optique à super résolution, est appliquée pour localiser les protéines marquées par des molécules fluorescentes. Ensuite, la fluorescence X induite par rayonnement synchrotron est réalisée sur les mêmes régions d'intérêt, par exemple les compartiments synaptiques. Nous présenterons le schéma de principe qui permet cette nano-imagerie corrélative et sa validation expérimentale. Nous avons appliqué cette approche corrélative à l'étude de la distribution physiologique des métaux dans les compartiments synaptiques de neurones primaires de l'hippocampe de rat.

Orateur: Richard ORTEGA (CENBG)

14:55 Preclinical model of radiation induced-neurotoxicity: longitudinal and multiparametric evaluation of tissue injury and cognitive deficits in the rat

"Authors:
Elodie A. Pérès1, Gwenn Ropars1, Fatima-Azzahra Dwiri1, Carole Brunaud1, Jérôme Toutain1, Laurent Chatre1, Mikael Naveau2, Edwige Petit1, Myriam Bernaudin1, Samuel Valable1, Omar Touzani1

Affiliations:
1 Université de Caen Normandie, CNRS, Normandie Université, ISTCT UMR6030, GIP CYCERON, F-14000 Caen, France
2 Université de Caen Normandie, UNICAEN-CNRS-INSERM-CEA UAR3408/US50 Cyceron, GIP CYCERON, F-14000 Caen, France

Email address presenting author: peres@cyceron.fr

ABSTRACT
Introduction: Cranial radiotherapy (RT) has side effects, especially fatigue and cognitive deficits, which alter the quality of life of long-survivors. To improve the management of brain tumor patients treated by RT, it is crucial to propose sensitive tools to accurately detect radiation-induced brain injury. Based on a whole-brain irradiation (WBI) model in the rat, the aim of this study was to define magnetic resonance imaging (MRI) and blood biomarkers to predict brain damage underlying cognitive decline.
Materials and Methods: WBI (3x10 Gy) was performed on adult rats with a preclinical irradiator (X-RAD 225Cx). A longitudinal study was conducted in acute (1-2 weeks), early (1-3 months) and late (6 months) phases after WBI with complementary approaches. A battery of behavioral tests was done to quantify fatigue (homemade test/open field) and cognitive impairments (object recognition test/passive avoidance task). In parallel, sequential MRI analyses (7T Bruker) were undertaken to quantify brain volumetry, brain vascularization with cerebral blood volume (CBV) measurement as well as white matter integrity from diffusion tensor imaging (DTI). Immunohistochemistry (IHC) was performed to analyze blood vessels, astrocytes, microglia and white matter fibers. Blood markers of oxidative stress were also investigated: reactive species, 8-hydroxydeoxyguanosine (8-OHdG) and albumin.
Results: We reported a significant animal fatigue and a locomotor activity reduction from the first weeks until up 6 months. Short-term memory deficits were early evidenced whereas long-term memory is altered several months after WBI. Concerning MRI study, in the chronic phase, irradiated rats displayed a significant brain atrophy and reduced CBV. Interestingly, the analysis of mean diffusivity parameter based on DTI revealed significant early brain tissue modifications. Lastly, plasma levels of oxygen and sulfur reactive species as well as 8-OHdG raised in irradiated rats.
Conclusion: In this animal model of cerebral radiotoxicity, we highlighted that multiparametric MRI oxidative stress markers in plasma are relevant to detect early and late radiation-induced brain injury."

Orateur: Elodie Pérès (Unité ISTCT - UMR6030)

15:15 → 15:35 Divers: nouvelles du GDR

15:15 Nouvelles du GdR Mi2B et des tutelles

Orateur: Denis Dauvergne (Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie de Grenoble, CNRS/IN2P3)

15:35 → 16:05 Pause café

16:05 → 17:00 Pôle Radiothérapies

Présidents de session: Jean Michel Létang (CREATIS), Rachel Delorme (Univ. Grenoble Alpes, CNRS, Grenoble INP, LPSC-IN2P3, 38000 Grenoble, France)

16:05 DIAMMONI : Monitorage de faisceaux de protons pulsés FLASH par détecteurs diamants

Orateur: Robin Molle (LPSC - CNRS)

GDR MI2B 2023 Molle.pptx

16:23 Modélisation des toxicités optiques induites par la radiothérapie de tumeurs ORL

Orateur: Nathan Azemar (LPC Caen IN2P3 CNRS)

16:41 Environnement dosimétrique des études précliniques en hadronthérapie FLASH au cyclotron ARRONAX

Environnement dosimétrique des études précliniques en hadronthérapie FLASH au cyclotron ARRONAX Manon Evin a, Charbel Koumeir a c, Quentin Mouchard a, Gregory Delpon a b, Ferid Haddad a c, Vincent Potiron b d, Gaëlle Saade d, Mathieu Chocry b, Noël Servagent a, Stéphane Supiot b d, Vincent Métivier a, Sophie Chiavassa a b a Nantes Université, IMT Atlantique, CNRS/IN2P3, SUBATECH, F-44000 Nantes, France b Institut de Cancérologie de l’Ouest, Saint-Herblain, France c GIP ARRONAX, Saint-Herblain, France d Nantes Université, CNRS, US2B, UMR 6286, F-44000 Nantes, France Introduction : La radiothérapie FLASH est une technique émergente utilisant des faisceaux à ultra haut débit de dose (> 40 Gy/s, UHDD) pour lesquels il a été démontré un effet protecteur sur les tissus sains et un maintien de l’efficacité anti-tumorale (effet FLASH). Cette modalité d’irradiation constitue un défi pour l'instrumentation et la dosimétrie. En parallèle des développements techniques, la transposition clinique passe également par la compréhension des mécanismes chimiques et biologiques à l’origine de l’effet FLASH. Matériel et méthodes : L’étude de la radiothérapie FLASH fédère une équipe pluridisciplinaire autour des lignes d’irradiation préclinique du cyclotron ARRONAX qui délivre en particulier des faisceaux de protons jusqu’à 70 MeV, avec des débits de dose allant de 0,2 Gy/s à 300 kGy/s et des structures temporelles variables. La réponse des chambres d’ionisation (CI) étant impactée à UHDD, une solution innovante a été développée pour le monitorage de ces faisceaux via la mesure de la luminescence de l’air par un tube photomultiplicateur (PM). De plus, pour poursuivre les investigations sur l’effet FLASH des irradiations de souris (cerveau, poumons et intestins) sont planifiées. Un système permettant le ciblage sans imagerie, ainsi qu’une méthodologie pour garantir une taille de champ fixe optimale pour une cohorte ont été étudiés. Ce champ prend en considération l’impact sur la dose reçue aux poumons, de la respiration et de l’angle d’incidence du faisceau, qui a été quantifié grâce à des acquisitions radioscopiques sur une souris au XRAD22Cx et des simulations GATE grâce au fantôme numérique 4D MOBY [1]. La dépendance au débit de dose et au Transfert d’Energie Linéique (TEL) des films radiochromiques OC-1 [2] (OrthoChrome) a également été caractérisée. Résultats : L’étude des PM a montré que leur réponse est linéaire sur toute la gamme de débits de dose avec des écarts inférieurs à 3 % par rapport à une cage de Faraday sous vide avec anneau de garde. Un modèle GATE de la ligne a été développé et validé par des mesures de profils et de rendements (écarts avec CI < 4 %) permettant la planification dosimétrique sur petit animal [3]. Le volume du cerveau est indépendant du poids de la souris, permettant l’utilisation d’une taille de champ unique. Au contraire, les volumes pulmonaires et intestinaux sont corrélés au poids des souris (R² = 0,78 et 0,88 respectivement), une sélection des individus d’une cohorte sur le poids garantira l’utilisation d’une taille de champ unique adaptée pour ces localisations. L’amplitude du diaphragme (+ 1,7 mm en longitudinal et + 0,6 mm en vertical) doit être ajoutée aux marges pour garantir la couverture des poumons. Cependant, la variation du volume, de la densité et de la composition des poumons entre les phases extrêmes d’inspiration et d’expiration n’induit pas de différence significative sur la répartition de la dose. Pour la dosimétrie in vivo UHDD, une étude a montré la faisabilité d’utiliser un film OC-1 positionné derrière la souris. Dans ce cas, la saturation de la réponse des films liée au TEL, évaluée à 11,7% au niveau du pic, doit être prise en compte. Conclusion : L’environnement dosimétrique et la méthodologie développée permettent d’assurer la dose délivrée ainsi que le débit de dose des irradiations précliniques à ARRONAX. Les marges liées au repositionnement et à la respiration ainsi que l’étude de la variabilité inter-animaux garantissent un ciblage optimal du crâne, du thorax et de l’abdomen. Des simulations GATE sur des µCBCT de souris complèteront cette étude pour caractériser l’homogénéité latérale et distale de la dose absorbée selon l’angle du faisceau. [1] van der Heyden et al., Br J Radiol 2017 Jan;90(1069):20160419. doi: 10.1259/bjr.20160419 [2] Villoing et al., Med Phys 49 (4), 2732-2745. doi : 10.1002/mp.15526 [3] Bongrand et al,. Cancers 13 (8), 1889. doi : 10.3390/cancers13081889

Orateur: Manon Evin (Laboratoire Subatech, Nantes)

Oral-GdRMi2B-Manon.pptx

17:00 → 17:40 Divers: Thème transverse Plateformes

Président de session: Dr charbel koumeir (GIP ARRONAX)

17:00 Synthèse du workshop RESPLANDIR

Orateur: Dr charbel koumeir (GIP ARRONAX)

Resplandir.pptx

17:20 Plateforme iRiA pour l'accueil des experiences de radiobiologie auprès des faisceaux du GANIL

Présentation de la plateforme à la communauté et des possibilités d'accueil, d'expériences et d'évolutions

Orateur: Francois Chevalier (CEA)

17:40 → 19:00 Divers: Visite CREATIF

17:40 Visite CREATIF (pour COPIL - Réunion DAS)

19:00 → 19:45 Transport Gradignan - Bordeaux

19:45 → 21:45 Diner Café du Port

ven. 6 octobre

08:00 → 09:00 Transport Gradignan - Bordeaux: Bordeaux - Gradignan

09:00 → 10:30 Pôle Effets des Irradiations sur le Vivant

Présidents de session: HERVE SEZNEC (CENBG, CNRS/IN2P3), Mathilde Badoual (Université Paris 7), Prof. Michael Beuve (Université Lyon 1), Patrick VERNET (LPC, Université Clermont Auvergne)

09:00 Nouvelles du pôle

Orateurs: Hervé Seznec, Mathilde Badoual, Michaël Beuve, Patrick Vernet

09:18 Hadrontherapy to target glioblastoma stem cells to overcome radioresistance

Aury-Landas J1, Pérès EA1, Pasquet N1, Helaine C1, Lebhertz D, Taylor J1, Toutain J1, Bernaudin M1 and Valable S1
1 Université de Caen Normandie, CNRS, Normandie Université, ISTCT, UMR6030, GIP Cyceron, F-14000 Caen, France
2 Centre de Lutte Contre le Cancer François Baclesse, F-14000 Caen, France

Glioblastoma (GBM) are brain tumors resistant to conventional therapies, in particular to radiotherapy based on X-ray. Glioma stem cells (GSC) are suspected to be the most radioresistant cells due to their quiescent state and high efficacy in DNA repair pathways. The number of GSC increases after radiotherapy and is associated with the risk of recurrence. This increase in GSC could result from dedifferentiation of tumor cells after X-ray irradiation. Moreover, hypoxia also favors the dedifferentiation of GBM cells into GSC. Hadrontherapy is well known to be less dependent on the oxygen effect, but its impact on tumor cell dedifferentiation is less documented.
Therefore, we have evaluated in vitro, the effect of hadrons (protons and carbon ions), in combination or not with hypoxia-inducible factor (HIF) inhibitors, on the dedifferentiation capacity of GBM tumor cells (U87-MG) into GSC.
First, we confirmed that GBM cells are able to form spheres that express stemness and hypoxic markers. Secondly, we studied the effect of different radiation modalities on this dedifferentiation capacity. Interestingly, our results showed that hadrons decreased the formation of spheres contrary to X-rays. Then, as the spheres express hypoxic markers, we evaluated the impact of targeting intracellular hypoxia on this dedifferentiation capacity. Without radiation, we did not show any effect of HIF inhibitors on the formation of spheres. Lastly, we tested whether the combination of radiation and hypoxia targeting could improve the effects of radiation alone. Surprisingly, the inhibition of HIF decreased sphere formation after X-rays, but did not improve the efficacy of hadrons to further reduce sphere formation.
In conclusion, our study shows while targeting HIF pathways could rather be interesting in presence of X-rays, the use of hadrons limits the dedifferentiation ability of GBM. Thus, hadrontherapy seems to be a promising therapy to limit resistance and thus target the recurrence of GBM.

Acknowledgments: CNRS, Université de Caen Normandie, ANR (ANR-10-EQPX1401), Région Normandie (RIN CHOxTRaCC), GANIL (P1292-H on High Energy Ion Beam (HE) - IRABAT) and medical physicists from CLCC Baclesse for proton irradiations at CYCLHAD

Keywords: cancer stem cells, hadrontherapy, HIF inhibitors, glioblastoma

Orateur: Juliette AURY-LANDAS

09:36 Characterizing the Time-Dependent Response of a Population of Gliomas to Single-Dose Radiation: Comparison of a Mathematical Model With Experiments

Gliomas are a type of brain tumor distinguished by their highly invasive cells exhibiting the capacity to migrate considerable distances while remaining below the detection threshold of MRI scans. This inherent invasiveness often leads to unavoidable tumor reappearance post-treatment. Radiotherapy stands as a crucial cornerstone of their therapeutic strategy, entailing the delivery of fractionated doses following a meticulous timetable.

Although essential components of radiotherapy treatment have undergone thorough investigation, the current clinical framework exclusively predicts the fraction of surviving cells following a specific radiation dose, disregarding the temporal aspect of the response. We believe that by characterizing the tumor's time-dependent reaction to irradiation, treatment protocols could be better tailored, ultimately leading to improved disease outcomes.

To investigate this, we employed time-resolved fluorescence microscopy to track glioma cells receiving different single radiation doses. We also varied the initial cell concentrations to explore potential collective effects. Subsequently, we developed a mathematical model describing the evolution of cell density over time taking into account various biological process and we compared it to the experimental results. The latter suggest that the initial seeding density does play a role on the growth following irradiation.

Orateur: Marianne Billoir

09:54 La radiolyse pour la santé : quels intérêts ?

Orateur: Emeline Craff

10:12 In situ study of proton-induced DNA fragmentation using fluorescence microscopy and single particle tracking.

I study by an in situ approach the dynamic and statistical properties of the radiation-induced fragmentation of T4 bacteriophage virus DNA molecules in solution. In particular, I couples machine learning and python algorithm of particle tracking in order to determine the fragmentation probabilities of DNA molecules when they are submitted to ionizing radiation.

Orateur: Rémy Lienard

10:30 → 10:55 Pause café

10:55 → 11:50 Pôle Effets des Irradiations sur le Vivant

Présidents de session: Hervé Seznec, Mathilde Badoual (Université Paris 7), Michaël Beuve, Patrick VERNET (LPC, Université Clermont Auvergne)

10:55 Ours brun : un modèle innovant dans l'étude de la radioprotection

Orateur: Jade Sutter (LPC)

11:13 Radiorésistance tumorale et thérapies innovantes : Développement de nanoparticules d’or fonctionnalisées et caractérisation de leurs propriétés radio-biologiques sur un modèle cellulaire de tumeur prostatique.

Orateur: Thibaut Tabanou (LPC)

11:31 Etude d'impact de la distribution intracellulaire de radionucléides en radiothérapie interne vectorisée alpha, par une modélisation Monte-Carlo biophysique en géométrie 3D multicellulaire

Orateur: Victor Levrague (LPSC)

GDR MI2B - Octobre 2023.pdf

11:50 → 13:15 Divers: Thèmes transverses

Présidents de session: Dr Lydia Maigne (University Clermont Auvergne), Michaël Beuve

12:05 GATE events in 2023-2024

Orateur: Dr Lydia Maigne (University Clermont Auvergne)

12:10 GATE biodose actor

Orateur: Alexis Pereda (LPC UMR 6533 CNRS)

12:25 Monte Carlo simulations of microdosimetry and radiolytic species production at long time post proton irradiation using GATE and Geant4-DNA

We propose to validate a new Geant4-DNA chemistry module through the simulation of water radiolysis and Fricke dosimetry experiments on a proton preclinical beam line.

Orateur: Giovanna Rosa Fois (Laboratoire de physique de Clermont, Université Clermont Auvergne)

12:41 Discussion Livre blanc radiobio

Orateur: Prof. Michael Beuve (Université Lyon 1)

13:00 → 13:30 Déjeuner

13:30 → 14:30 Transport Gradignan - Bordeaux