Modélisation/simulation de prolifération tumorale et de réponse à la radiothérapie

Introduction et but de l’etude Des modeles in silico peuvent etre generes pour predire la croissance tumorale et la reponse a la radiotherapie. Ils permettent de creer des tumeurs virtuelles sur lesquels differents schemas d’irradiation peuvent etre simules avant leur application en clinique. L’objectif de ce travail etait de developper un tel modele de croissance tumorale et de reponse a la radiotherapie, applique au cancer de la prostate. Materiel et methodes Des coupes histologiques extraites de sept pieces de prostatectomie ont permis l’initialisation de 21 tissus numeriques. Les regions tumorales ont ete delinees sur les coupes hemalun-eosine-safran (HES) et les cellules endotheliales ont ete identifiees par marquage de CD31. Un modele multiechelles dans lequel chaque cellule correspond a un voxel de tissu numerique a ete developpe. Les mecanismes biologiques suivants ont ete implementes dans le modele : l’oxygenation tissulaire (dependante du temps et de l’espace), la proliferation des cellules tumorales (distribution dans les phases du cycle cellulaire), l’angiogenese (basee sur la diffusion du vascular endothelial growth factor [VEGF]), la reponse a l’irradiation (dependante du type cellulaire, de la phase du cycle et de l’oxygenation), basee sur le modele lineaire-quadratique et considerant la mort mitotique et la resorption des cellules mortes. Differents fractionnements ont ete testes (standard et hypofractionnes moderes), a raison de cinq seances par semaine, pendant plusieurs semaines. Des courbes tumour control probability (TCP) ont ete obtenues afin d’evaluer la reponse des 21 tissus, a partir de 10 500 simulations. Resultats et analyse statistique La dose totale necessaire pour avoir une probabilite de 50 % de mort cellulaire (TCP50) etait de 69, 58, 54, 52 ou 50 Gy pour un fractionnement de 1, 2, 3, 4 ou 5 Gy par seance, respectivement. Les resultats ont ete compares aux donnees des essais therapeutiques pour ajuster les parametres du modele. Conclusion Notre modele de croissance tumorale et de reponse a la radiotherapie permet de simuler differents schemas d’irradiation. Ce modele est en cours de validation par des experimentations radiobiologiques.