Radiothérapie : encyclopédie physique
Cet article est issu de l'encyclopédie libre Wikipedia.La radiothĂ©rapie est une mĂ©thode de traitement locorĂ©gional des cancers, utilisant des radiations pour dĂ©truire les cellules cancĂ©reuses en bloquant leur capacitĂ© Ă se multiplier. L'irradiation a pour but de dĂ©truire toutes les cellules tumorales tout en Ă©pargnant les tissus sains pĂ©riphĂ©riques.
La radiothérapie est utilisée chez plus de la moitié des patients ayant un cancer. Elle est, avec la chirurgie, le traitement le plus fréquent des cancers et peut entraîner une guérison à elle seule. Elle peut être utilisée seule ou associée à la chirurgie et à la chimiothérapie. Ses indications sont liées au type de la tumeur, à sa localisation, à son stade et à l'état général du patient. Elle peut être faite en ambulatoire, c’est-à -dire sans hospitalisation, car les séances sont de courte durée et les effets secondaires moindres que lors d'une chimiothérapie.
On distingue quatre grandes techniques de radiothérapie :
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En fonction du type de la tumeur, de sa localisation, de sa taille, de son extension et de son stade, de l'état général du patient et des symptômes associés, on distingue trois situations très différentes dans lesquelles on va utiliser la radiothérapie dans des buts bien précis :
Comme son nom l'indique, l'objectif est d'irradier toutes les cellules cancéreuses afin d'entraîner le contrôle voire la guérison du cancer. Cela implique l'absence de lésions à distance. Elle est indiquée dans environ la moitié des irradiations. Elle peut être utilisée seule ou en association avec la chirurgie ou la chimiothérapie.
La dose nécessaire dépend du type et du volume de la tumeur, certaines étant très radiosensibles alors que d'autres sont radiorésistantes. Il faut veiller à ce que la dose permettant le contrôle tumoral soit inférieure à la dose de tolérance critique des organes, ce qui implique une technique rigoureuse au risque de ne pas délivrer une dose suffisante et d'avoir une récidive locale ou au contraire de délivrer une dose excessive et d'entraîner un effet secondaire. Le protocole habituel délivre une dose de 10 Gy par semaine à raison de 5 séances de 2 Gy par jour. La dose totale varie selon les cas de 30 à 70 Gy.
L'objectif n'est pas ici de guérir le cancer mais de soulager le patient par de légères doses, permettant d'atténuer la douleur résultant de cancer trop avancé pour être soigné.
Elle s'adresse aux cancers trop évolués localement ou métastatiques.
Le traitement étant palliatif, il doit être de courte durée et peu agressif, pour entraîner le moins de désagréments possible au patient. Par exemple, l'irradiation de type "split-course", permet de récupérer entre 2 séries d'irradiations.
Son objectif est de soulager un symptôme majeur particulièrement gênant pour le malade. Son efficacité est :
Selon la localisation et le stade des tumeurs, la radiothérapie peut être utilisée seule, mais elle est le plus souvent combinée avec un traitement chirurgical et/ou une chimiothérapie et/ou une hormonothérapie.
La plupart des cancers peuvent être traités par radiothérapie dans une certaine mesure. Ceci inclut les cancers du sein, de la prostate, du poumon, du rectum etc.
Cette thérapie est, la plupart du temps, appliquée pour traiter une région localisée autour d'une tumeur. Le champ des radiations couvre souvent aussi le réseau lymphatique drainant la tumeur.
Afin d'atteindre la zone tumorale et ses extensions éventuelles sans porter atteinte aux tissus sains environnants, on irradie la cible successivement selon différents angles, de telle sorte que les champs d'irradiation se superposent sur la région à traiter. Le maximum de radiation est alors localisé à la zone tumorale.
Avant le développement des médicaments immunosuppresseurs, cette technique était utilisée pour prévenir les réactions immunitaires indésirables lors de transplantations d'organes.
La dose de radiations délivrée en radiothérapie se mesure en Gray (Gy). Le médecin radiothérapeute prescrit une dose à délivrer dans une région donnée (généralement la tumeur) ainsi que le fractionnement à utiliser (dose par séance). Il définit le cas échéant les contraintes de dose à ne pas dépasser dans les régions avoisinantes (organes à risques). La dose prescrite et son fractionnement dépendent de la localisation et de la nature de la maladie. Généralement une dose de 45 à 80 Gy est délivrée à la cible par fraction de 2 Gy/jour (ordre de grandeur). Le sein est par exemple traité par des doses de 45-50 Gy et les tumeurs pulmonaires par des doses supérieures à 65 Gy. La dose peut être délivrée par des faisceaux de photons ou d'électrons d'énergie comprise entre 1,25 MeV (bombe au cobalt) et plusieurs MeV pour les accélérateurs linéaires. Plus rarement les neutrons, les protons, les pions ou encore des photons d'énergie plus basse sont également utilisés. Le radiophysicien propose alors une planification du traitement qui sera validée ensuite par le radiothérapeute. Il s'agit d'établir le nombre et la disposition des faisceaux qui vont permettre de délivrer la dose à la cible en limitant la dose délivrée aux tissus sains.
Voici les doses maximales admissibles de certains organes:
Moelle épinière : 45 Gy,
Tronc cérébral : 54 Gy,
Chiasma optique : 54 Gy,
Nerf optique : 60 Gy,
Cerveau : 60 Ă 70 Gy,
Parotides : 40 Ă 60 Gy,
Larynx : 60 Ă 64 Gy,
Poumons: 20 Gy,
Foie : 20 Gy,
Os : 50 Gy,
Prostate : 75-80 Gy,
Cœur : 45-50 Gy,
Cristallin : 12 Gy,
ThyroĂŻde : 20 Gy
Comme tout traitement une surveillance s'impose. Elle doit s'assurer :
La surveillance du malade pendant toute la durée de la radiothérapie est assurée par le médecin radiothérapeute et par son médecin traitant. Elle a pour but essentiel de s'assurer de la bonne tolérance par le malade et de la bonne efficacité du traitement.
Les effets secondaires peuvent être divers et variés suivant la localisation de l'irradiation. Dans tous les cas, on distingue la toxicité aiguë de la toxicité tardive.
La toxicité aiguë regroupe les conséquences qui se font ressentir dans les quelques jours après le traitement et jusqu'à 6 mois après. Elle touche surtout les tissus à renouvellement rapide comme la peau, les muqueuses, la moelle osseuse. La toxicité tardive regroupe les effets secondaires qui apparaitront entre 6 mois et 30 ans après la fin de l'irradiation. Elle est irréversible et touche essentiellement les tissus de soutien, avec développement d'une fibrose.
Ci-dessous, les effets secondaires en fonction des différents sites:
En cas d'effet indésirable grave, un surdosage doit être évoqué, mais aussi une radiosensibilité individuelle augmentée (défaut de réparation de l'ADN).
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Les radiations ionisantes (= transfert d'énergie dans un milieu créant des ionisations dans celui-ci), lors de la traversée de la matière vont avoir un certain nombre d'interactions avec les composants de celle-ci, noyaux et électrons. Elles vont transférer de l'énergie à ces composants et créer des ionisations dont la densité va dépendre de la nature de la particule (charge, masse au repos et énergie) et du milieu. Ceci va aboutir à des effets chimiques dans les molécules rencontrées et notamment au niveau de l'ADN, des protéines ... mais surtout au niveau des molécules d'eau aboutissant à la création de radicaux libres, espèces chimiques très réactives. La formation des radicaux libres va dépendre en partie de la concentration en oxygène du milieu. Ces radicaux libres vont interagir avec les autres molécules du milieu.
La cible finale de l'action directe des radiations ionisantes ou indirecte (par le biais des radicaux libres) expliquant leurs effets biologiques est l'ADN même si les phospholipides membranaires vont aussi participer aux lésions cellulaires. Les interactions des radicaux libres avec l'ADN vont induire des ruptures de la molécule.
Au niveau cellulaire, on pourra ainsi constater des lésions létales d'emblée ou des lésions sublétales susceptibles de provoquer la mort cellulaire en cas d'accumulation. Ces lésions consistent en des ruptures intéressant un seul brin de l'ADN (lésions sub-létales) ou les deux brins (souvent des lésions létales). Ces lésions seront ou non réparées en fonction de conditions cellulaires particulières et notamment en fonction de la position de la cellule dans son cycle multiplicatif (cycle cellulaire) et de la disponibilité d'enzymes de réparation pour le type de lésion induite,ou de son état métabolique (disponibilité en nutriments) . Il existe en effet au moins 5 systèmes de réparations des lésions simple-brin ou double-brin de l'ADN. En cas de non réparation, les cassures chromosomiques induites vont aboutir à des aberrations chromosomiques que l'on peut mettre en évidence notamment au niveau des lymphocytes par un simple caryotype (dosimétrie biologique).
Ce sont ces anomalies qui vont induire la mort cellulaire selon plusieurs modes : il existe normalement un contrôle avant la mitose (ou transition de la phase G2 à M(itose)). En cas de non conformité (aberrations chromosomiques, impossibilité d'assemblage du fuseau mitotique ...) la cellule peut connaître une apoptose ou mort cellulaire programmée. Un autre mode, le plus fréquent est induit par l'impossibilité de fixation ou de disjonction des chromosomes sur le fuseau mitotique. La cellule va alors connaître une mort mitotique. Bien entendu, les choses sont un peu plus compliquées notamment parce que les cellules vont aussi pouvoir relarguer des cytokines et qu'il peut exister une mort cellulaire de cellules voisines qui n'ont pas subi de lésions de leur ADN (effet dit bystander)probablement par activation des récepteurs de mort cellulaire (voie extrinsèque de l'apoptose).
Au niveau d'une tumeur ou des tissus sains, le point important va être la perte de capacité de division de cellules dites clonogéniques (que l'on pourrait aussi appeler cellules souches), cellules capables de générer tout un assortiment de cellules plus différenciées et/ou de se reproduire elles-mêmes. Dans certains cas, en effet, une cellule présentant des lésions de son ADN peut ne pas avoir totalement perdu sa capacité de division et elle pourra donner un clone limité de cellules qui, in fine, s'arrêteront de proliférer ou mourront de manière différée.Le résultat, en ce qui concerne la tumeur est quand même une mort cellulaire même si elle est différée. On pense ainsi qu'il faut détruire toutes ces cellules clonogéniques pour obtenir la stérilisation d'une tumeur. D'un autre côté, la cellule peut aussi ne pas avoir perdu sa capacité de multiplication et ne pas connaître de mort différée. Ceci explique la cancérogénèse induite par les radiations ionisantes.
En ce qui concerne les lésions des organes, on sépare les organes dont les cellules ont un turn over rapide (peau, muqueuse intestinale, moelle ...)dont les lésions vont être responsables des effets précoces (cytopénie, diarrhée, mucites ...) et ceux dont les cellules se multiplie peu ou pas qui seraient responsables des lésions tardives (derme, moelle épinière, système nerveux central, ...). En fait, si pour expliquer les radiolésions précoces survenant en cours de traitement il suffit de penser que les cellules en cours de prolifération sont tuées et que la cicatrisation se fait par entrée en prolifération des cellules souches, les lésions tardives sont le fait à la fois de la destruction de cellules clonogéniques à renouvellement lent mais aussi de processus de cicatrisation inappropriés notamment des lésions dites précoces, de phénomènes inflammatoires et du vieillissement physiologique des tissus. [2]
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