UE3A. module 6 Radiobiologie - Radioprotection Radiothérapie. Dr M. Dabadie PACES

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1 UE3A module 6 Radiobiologie - Radioprotection Radiothérapie Dr M. Dabadie PACES

2 Les effets pathologiques chez l homme Classés en fonction des lois régissant leur apparition: Effets déterministes Effets stochastiques

3 II LES EFFETS STOCHASTIQUES Les effets stochastiques sont les conséquences probabilistes à long terme, chez l individu ou sa descendance, de la transformation d une cellule A partir de 100 msv pour l adulte et 50 msv pour l enfant Origine : mutation résultant d une lésion non ou mal réparée de l ADN Caractéristiques : - Pas de dose seuil - Caractère probabiliste - La probabilité d occurrence augmente avec la dose - Non spécifiques de l irradiation

4 Effets stochastiques fréquence = f(d) gravité = f(d)

5 - Expression Cellules somatiques Cellules germinales Effets cancérogènes Effets héréditaires quelques années à quelques dizaines d années descendance Manifestations tardives

6 1 - Effets cancérogènes Le cancer est le principal risque tardif des irradiations. Mise en évidence pour des doses élevées Enquêtes épidémiologiques Expositions militaires et accidentelles Expositions professionnelles Expositions médicales

7 Expositions militaires et accidentelles Survivants d Hiroshima et Nagasaki (1945) o o 90 leucémies supplémentaires 334 tumeurs solides supplémentaires Accident des îles Marshall (1954) Essai nucléaire américain Tchernobyl (1986) o o Excès de 1800 cancers thyroïdiens chez les enfants en Ukraine et Biélorussie Leucémies chez les liquidateurs Fukushima Daiichi (2011) o Effets encore mal connus et controversés o Excès de cancers thyroïdiens chez les enfants (20 à 50 fois supérieurs à celui d avant l accident).?

8 Données Hiroshima Nagasaki

9 Expositions professionnelles Peinture au 226 Ra et 228 Ra (dans les années 30) Incidence très élevée d ostéosarcomes mandibulaires chez les peintres de cadrans lumineux Radiologues ( ) En 1944 les leucémies représentent 4,6 % des causes de décès chez les radiologues et 0,4 % chez les autres médecins. Le radon chez les mineurs (uranium) (1956) 42 % des décès chez les mineurs liés au cancer bronchopulmonaire

10 Expositions médicales Spondylarthrite ankylosante 224 Ra ( ) leucémies et sarcomes osseux Traitement du cancer du col utérin Radiothérapie et curiethérapie Cancer de la thyroïde chez l enfant o Irradiations pour affections bénignes o Utilisation de l 131 I Utilisation du thorotrast ( 232 Th) en radiologie Cancers du foie, de la rate Augmentation du risque de cancer du sein Dose totale > 500 mgy o Examens radioscopiques répétés pour surveillance d un pneumothorax o Nombreux clichés du rachis pour une scoliose

11 La radiothérapie Proportion de seconds cancers attribuables à la radiothérapie Fortes doses dans un volume cible Registres américains SEER : Sur adultes (survivants à 5 ans) ont développés un cancer imputable à la radiothérapie. 5 cancers en excès/1000 (0,5 %). En France, chaque année: patients irradiés pour un cancer dont la moitié vont vivre au moins 5 ans. 300 personnes seraient concernés par un second cancer (curable 1 fois/2) imputable à la radiothérapie Ce risque diminue avec l âge (maximum chez le jeune enfant) Bénéfice > risque

12 Cancers radio-induits mis en évidence Cancers rares et d apparition tardive 1- Cancer de la thyroïde chez l enfant Le premier mis en évidence Forme papillaire Risque de tumeur important chez l enfant et significatif pour dose > 100 msv. maxi : < 5 ans 5-10 ans : diminution d un facteur 2 > 15 ans : le risque n est plus significatif

13 2 - Leucémies : Leucémie myéloïde : 7-8 ans après l exposition 3 - Sarcomes : Cancers peu fréquents Incidence difficile à définir 4 - Carcinomes : 90 % des cancers (tous âges confondus) Incidence difficile à établir 5 - Cancers de l enfant irradié in utéro Incidence spontanée: 2 à 3 Hiroshima et Nagasaki : pas d augmentation significative

14 Radio cancérogenèse : 3 stades Processus multifactoriel - Initiation: Mutation génétique La plus probable : gène suppresseur de tumeur - Promotion : Promoteurs stimulation de la prolifération des cellules initiées - Progression : prolifération sans stimulation Les cellules acquièrent leur caractère malin formation d un clone migration anormale métastases Mutations d un grand nombre de gènes (8 à 10) = rencontre de plusieurs évènements rares et indépendants

15 Radiocancérogenèse Mécanisme en 2 temps 1- Forte mutagenèse pas de conséquences dans un délai court, de quelques années 2- Accumulation de mutations liées au vieillissement instabilité génomique sur un tissu déjà mutagénisé effet délétère

16 Effets stochastiques: Relation dose - effets

17 Relation entre la dose et l excès de risque relatif de cancers

18 Radiosensibilité individuelle Phénomène incontestable Radiosensibilité individuelle aux fortes doses: connue depuis longtemps. - Responsable des effets secondaires «normaux» et des complications de la radiothérapie (effets déterministes). - Due à un défaut génétique dans la signalisation et la réparation de l ADN. - Concerne 5 à 10% de la population. Radiosensibilité élevée aux faibles doses - Surmortalité cellulaires aux faibles doses (courbes de survie) fibroblastes humains, cellules de gliome humain, - Etude sur épithélium mammaire humain exposé ex vivo aux RI dans les conditions de la mammographie Radiosensibilité plus élevée chez patientes à haut risque de cancer familial? A confirmer

19 Dr Michelle Dabadie - Université de Bordeaux

20 2 - Effets génétiques héréditaires Prouvés chez l animal (drosophile, souris) Hypothétiques chez l homme Données épidémiologiques: Hiroshima et de Nagasaki Tchernobyl Kérala Descendants des irradiés lors des bombardements d Hiroshima et de Nagasaki pas d augmentation de pathologies à transmission dominante (1 ère génération) il faut attendre la 5 ème génération ( ) pour conclure sur les pathologies à transmission récessive

21 3 - Autres effets à long terme Raccourcissement de la durée de vie Augmentation des affections non cancéreuses Effets sur le système immunitaire Affections cardiovasculaires

22 Effets sur le système immunitaire Fortes doses: Effets déterministes chute des lymphocytes immunodépression Faibles doses et faibles débits de dose Baisse significative de l ensemble des paramètres impliqués dans la fonction immunitaire augmentation possible du risque d apparition de cancer Cette réponse dépend de la dose totale et peu ou pas du débit de dose Les perturbations du système immunitaire persistent plus de 50 ans après l irradiation

23 Affections cardiovasculaires Cohortes de malades irradiés pour raisons médicales (radiothérapie) Survivants d Hiroshima et de Nagasaki Le risque de maladie coronarienne augmente avec une dose au cœur entre 1,6 et 3,9 Gy Le risque varie avec l âge et le temps écoulé depuis l exposition, mais persiste jusqu à 3 ou 4 décennies Existence d un risque établi pour des doses De 30 à 35 Gy chez l adulte De 15 à 25 Gy chez l enfant