Modélisation de l'évolution des dommages précoces radio-induits au sein d'une population cellulaire

Abstract

A travers le programme de recherche ROSIRIS, l’IRSN souhaite proposer des outils pour améliorerla prédiction du risque associé à l’exposition des tissus sains dans les traitements de radiothérapie. Aucours de ce projet, il est recherché la mise en corrélation des caractéristiques physiques desrayonnements ionisants à l’échelle moléculaire aux effets biologiques mis en valeur par l’acquisitionde données fondamentales qui ne sont actuellement pas considérés dans les modèles de risquecliniques. Dans le même temps, une chaine de simulation du dommage radio-induit à l’ADN basée surle code Monte Carlo de structure de trace Geant4-DNA a été développée. Les résultats produits parcette chaine pourraient servir de données d’entrée pour développer des modèles de risques plusperformants. Néanmoins, ces résultats demeurent à l’échelle de la cellule unique à cause des tempsde calculs prohibitifs, ce qui induit également des biais dans la validation expérimentale des codes.Dans ce travail un nouvel outil de simulation (MINAS TIRITH) a été développé et validé pour permettrele calcul de la distribution des dommages à l’ADN à l’échelle d’une population cellulaire. Cette nouvelleméthode de calcul a permis d’adapter un modèle de réparation pour prédire de la fraction de survieclonogénique d’une population à partir des chances de survie individuelles de chaque cellule qui lacompose. Également, une nouvelle géométrie nucléaire pour le calcul du dommage à l’ADN a étéproposée afin d’identifier quels dommages ont lieu dans les parties les plus codantes du génome. Cettenouvelle géométrie a permis de mettre en évidence des corrélations entre le dommage précoce radioinduitcalculé avec MINAS TIRITH et des données expérimentales de viabilité cellulaire et desénescence produites dans le cadre du programme ROSIRIS pour des rayons X sur une gamme de doseabsorbée comprise entre 2 Gy et 20 Gy.