Transfert d'énergie linéique et radiosensibilité cellulaire

Linear energy transfer and cellular radiosensitivity

¹ Centre Antoine-Lacassagne, 33 avenue de Valombrose, 06189 Nice cedex 2, France
² Hôpital du Hasenrain, 87 avenue d'Altkirch, 68189 Mulhouse cedex, France
³ Faculté des Sciences, Parc Valrose, 06108 Nice cedex 2, France

Résumé


La réponse des cellules tumorales humaines à l'irradiation in vitro par des particules de TEL élevé dépend de plusieurs facteurs. Pour les particules chargées, la radiosensibilité augmente avec le TEL jusqu'à des valeurs de TEL voisines de 200 KeV/μm, puis diminue pour des valeurs de TEL supérieures. En clinique, l'augmentation du TEL moyen de la particule chargée en profondeur est responsable d'une efficacité biologique relative (EBR) croissante. La probabilité de mortalité de la cellule par une particule traversant le noyau est proche de 1 pour les particules de TEL très élevé comme l'Ar de 7 MeV par nucléon (TEL = 1500 KeV/μm) ; elle n'est que de 0,02 pour les ions d'O de 400 MeV (TEL = 20 KeV/μm). L'EBR est plus élevée pour les petites doses, la relation EBR/dose étant plus marquée dans les cellules ayant un rapport α/beta plus faible après exposition aux photons, selon le modèle linéaire-quadratique. Les particules moins efficaces que les photons en terme de mortalité cellulaire moyenne induisent des dégâts individuels importants, révélés par la production de micronoyaux (MN) multiples. Concernant le lien entre l'EBR et la radio-sensibilité intrinsèque, les données récentes utilisant à la fois la technique des colonies et la méthode des MN, montrent que l'EBR est d'autant plus élevée que les cellules sont radiorésistantes aux photons.

Abstract

The response of human tumour cell lines to in vitro irradiation by high LET particles depends on several factors. For charged particles, there is an increase in radio-sensitivity with LET up to LET values of about 200 KeV/m, then it decreases for higher values. In clinical practice, the increase in the average LET value with depth leads to a continuous increase in relative biological effectiveness (RBE). The probability of particle traversal through the nucleus producing lethal damage is almost 1 for particles with very high LET values such as 7 MeV Ar (LET = 1500 KeV/μm); it is only 0.02 for 400 MeV O ions (LET = 20 KeV/μm). RBE is inversely related with dose, this relation being more marked for cells with small α/beta values after photon irradiation according to the linear-quadratic formula. Particles that are less efficient than photons in terms of average cell death induce heavy individual cell damage, as shown by the yield of multiple micronuclei (MN). With regard to RBE and intrinsic radiosensitivity, recent data using both the clonogenic method and the MN assay indicate that the higher the radioresistance to photon irradiation, the higher the RBE.