La  radiothérapie  externe

Le destin cellulaire est influencé par la dose physique, la complexité et la distribution des lésions élémentaires de l’ADN et leur réparabilité. Plusieurs mécanismes de mort cellulaire radioinduite ont été décrits :

- Une mort cellulaire différée engagée par une perte des capacités prolifératives (mort mitotique) (4)

- Une mort cellulaire programmée (apoptose)

- Une sénescence

- Une autophagie

Les rayons ionisants ont une action sur les tissus tumoraux mais aussi sur les tissus sains. C’est ce qui explique principalement les effets secondaires de la radiothérapie. L’aptitude de réparation des altérations est plus importante dans les tissus sains que dans les tissus tumoraux ce qui justifie leur bénéfice clinique (32).

2.3 La radiothérapie externe

Le traitement des tumeurs par irradiation externe est en pleine évolution depuis quelques années avec l’apparition de nouvelles techniques, comme l’irradiation conformationnelle tridimensionnelle avec modulation d’intensité (RCMI), la tomothérapie, l’arcthérapie dynamique, la radiothérapie stéréotaxique, la protonthérapie permettant de délivrer de fortes doses avec une bonne délimitation du volume tumoral et des tissus sains à préserver (33).

2.3.1 Les doses de radioactivité

La dose de radiothérapie dépend des caractéristiques tumorales (stade, volume lésionnel en place, histologie) et l’état général du patient. Cette dose peut être modulée selon divers paramètres temporels : dose par fraction, le nombre de fractions journalières ou hebdomadaires, le nombre de séances.

La dose totale par fractionnement en radiothérapie externe est habituellement de 1,8 à 2,2 Gray (Gy), une fraction par jour, cinq jours par semaine, pendant trois à huit semaines chez l’adulte. Ceci permet un meilleur ratio efficacité/tolérance par réparation des lésions sublétales au sein des cellules qui ont survécu à la première irradiation (12).

Il existe l’hyperfractionnement qui correspond à des fractions quotidiennes de 0,7 à 1,5 Gy toutes les six à huit heures. L’hyperfractionnement permet d’optimiser la protection des

tissus sains et de diminuer les séquelles tardives. L’hypofractionnement au contraire délivre une dose par séance élevée mais avec un faible nombre de séances. Ce mode de fractionnement expose à un risque d’effets secondaires tardifs important et est réservé aux radiothérapies palliatives ou curatives mais sur de petits volumes tumoraux (stéréotaxie) car l’effet voulu est plus précoce mais il y a des effets secondaires tardifs importants (4).

Le facteur limitant à la radiothérapie est la tolérance des tissus sains à l’irradiation. Ainsi des recommandations de doses limites ont été établies pour chaque tissu : 70Gy pour la peau (risque de dermite), 15Gy pour les reins (risque d’insuffisance rénale), 20Gy pour les poumons (risque de pneumopathie radique), 45Gy pour la moelle épinière (risque de myélite radique), 55 Gy pour le tronc cérébral (risque de radionécrose), 40Gy pour le cœur si large volume irradié (risque de myo/péricardite – insuffisance coronarienne). Pour les cancers ORL, au delà de 40Gy, il y’a un risque de diminution chronique de sécrétion salivaire mais il est généralement indispensable de donner une dose plus importante. De même, le danger de cystite et de rectite radiques est présent à plus de 65Gy (34).

2.3.2 Procédure et déroulement d’une séance

Le traitement par radiothérapie est déterminé par 2 principes :

- Dispenser une dose suffisante pour obtenir une stérilisation tumorale ;

- En diminuant le plus possible la dose en périphérie du volume cible pour le respect des organes à risque (OAR).

La radiothérapie externe se déroule suivant deux étapes, la simulation et le traitement. Durant l’étape de simulation, le patient sera installé dans sa future position de traitement puis bénéficie d’un scanner. Il est nécessaire que les séances de radiothérapie soient reproductibles, des contentions sont donc réalisées. Sur le scanner, le volume cible ainsi que les organes à risque seront délinées. Le volume cible correspond à la tumeur mais aussi aux extensions possibles et aux aires ganglionnaires.

L’étape de simulation peut durer entre 30 minutes et une heure et elle est identique quelle que soit la technique de radiothérapie utilisée. Au besoin, une fusion avec d’autres techniques d’imagerie est réalisée : imagerie par résonnance magnétique (IRM) ou la tomographie par émission de positons (TEP) sont pratiquées (33).

Enfin les physiciens médicaux réalisent une dosimétrie permettant de prédire la répartition de la dose dans le corps (4) (Figure 3).

Figure 3 : Reconstruction tridimensionnelle des volumes cibles et dosimétrie prévisionnelle pour établir le programme des séances de radiothérapie d’après

Fourquet, 2011 (31)

Le traitement débute lorsque la dosimétrie est validée par le radiothérapeute. Une consultation hebdomadaire est réalisée avec un radiothérapeute pour faire une mise au point du traitement et la surveillance des possibles effets indésirables (35).

2.3.3 Techniques et méthodes

Habituellement le traitement est constitué de 15 à 40 séances de radiothérapie dispensées sur 3 à 8 semaines, une séance d’irradiation corporelle totale (ICT) peut s’étendre jusqu’à 30 minutes (12), davantage pour les irradiations stéréotaxiques ou encore une application de curiethérapie de débit de dose pulsée (PDR).

2.3.3.1 Radiothérapie conformationnelle

La radiothérapie conformationnelle, technique la plus ordinairement utilisée aujourd’hui, vient de l’anglais « to conform » elle permet une meilleure adaptation des doses distribuées à la forme exacte du volume cible. Les complications dépendantes de l’irradiation des tissus sains ont été diminuées. Un collimateur multilames sur le trajet des faisceaux d’irradiation permet de « sculpter » dans ses dimensions latérales le faisceau (36). Des logiciels

reproduisent en 3D la forme des faisceaux d’irradiation et les doses délivrées aux organes adjacents (37).

Pour l’ajustement en profondeur, l’énergie de faisceaux d’électrons et de photons peut être mixée afin d’améliorer la distribution de dose.

2.3.3.2 Radiothérapie conformationnelle par modulation d’intensité

La radiothérapie par modulation d’intensité permet d’élever la dose distribuée tout en protégeant davantage les tissus sains proches. Avec cette technique, les lames du collimateur bougent durant le traitement (Figure 4). Cette technique permet de corriger les anomalies de surface et les hétérogénéités pour avoir dans un plan perpendiculaire à l’axe du faisceau une dispersion de dose homogène (36,38).

2.3.3.3 Les autres techniques

Depuis peu, de nouvelles techniques plus précises ont vu le jour. Nous allons ici les énumérer brièvement.

La radiothérapie stéréotaxique utilise de fins faisceaux de photons délivrés à forte dose. Des appareils dédiés à cet usage éventuellement associés à des mesures de limitation des mouvements et de repositionnement assurent toute la précision requise pour ces techniques de haute technicité dévolues aux tumeurs de faible volume (39).

Figure  4  :  Visualisation  d'un  champ  modulé  par  rapport  à  un  champ   classique  permettant  de  corriger  les  anomalies  de  surface  d’après  

Le système de radiothérapie stéréotaxique par Cyberknife® utilise un bras robotisé, un accélérateur miniaturisé, une table à 6 degrés de liberté et un système d’imagerie permettant de « tracker » la tumeur (40).

La tomothérapie est une technique de RCMI rotationnelle guidée par l’image employant un accélérateur linéaire et un scanner (accélérateur linéaire qui tourne « en spirale » autour du patient alors que la table bouge longitudinalement) (41,42).

Figure  6  :  Schéma  d'une  unité  de  tomothérapie  avec   un  accélérateur  de  particules  tournant  autour  du  

patient    d’après  Yartsev S, Kron T, Van Dyk J, 2007 (41)

Figure  5:  Cyberknife,  technologie  robotique  guidée  par  l’image   d’après  Martin  A,  Coltart  D,  Plowman  P,  2011  (43)

L’arcthérapie dynamique est une technique associant une rotation synchrone du bras de l’accélérateur avec un déplacement dynamique des lames et une variation du débit de dose. Par rapport à la RCMI (faisceau fixe), l’arcthérapie dynamique permet d’effectuer des séances plus courtes (trois minutes) (43).