Michaël Beuve Biophysics Modeling for Hadrontherapy

Biophysics Modeling for
Hadrontherapy
ModHadron
Michaël Beuve
Qui? Quoi? Pourquoi? Comment? Combien? Quand?
M Beuve, AG GdR MI2B, 12 Sept. 2014,
Nantes
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Qui?
• Porteur : M. Beuve
• Partenaire 1
– CAS/PHABIO (IPNL): CNRS/IN2P3 – UCBL
– Services techniques (en particulier SFI)
– Personnes les plus impliquées
• C. Bernard (I.E.), M. Beuve (PR), M. Cunha (Ph-D), E. Testa (MCU HDR)
• Partenaire 2
– LRCM (UCBL/CHU-Lyon-Sud): C. Rodriguez-Lafrasse (PU-PH)
– Personnes les plus impliquées
• G. Alphonse (Chargée d’étude, HCL), E. Armandy (TCH UCBL), P.
Battiston-Montagne (ATCH UCBL), C. Rodriguez-Lafrasse (PU-PH)
M Beuve, AG GdR MI2B, 12 Sept. 2014,
Nantes
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Quoi?
Modélisation de la dose biologique
• Contexte :
– Effet de particule sur la radiosensibilité des cellules et tissus
• Objectif:
– Prédire le taux de survie cellulaire S=f(D,Z,E)
• Dose biologique, RBE
• Hadronthérapie : planification des traitements
M Beuve, AG GdR MI2B, 12 Sept. 2014,
Nantes
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Pourquoi?
• Etat de l’art
– Goodhead, Chetioui (Model K)
– Track structure : LEM, Katz
– Microdosimetry : et en particulier MKM
– Deux voies intéressantes pour la thérapie
• MKM (Microdosimetry) Echelle micrométrique
• Modèle alternatif (Nanodosimetrie)
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Nantes
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Comment?
M Beuve, AG GdR MI2B, 12 Sept. 2014,
Nantes
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NANOX MODEL
• Nanox = NANodosimetry and OXidative Stress
• Prediction of cell-killing for hadrontherapy
– Proton, Carbon
• Issued from fundamental research
– Basic postulates, Simplifications Approximations
– => Evolution potential
• Based on multi-scale dosimetry
– Macro, Micro, NANo scale
• Inputs : Monte-Carlo
– Energy deposition
– But also OXidative stress
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Nantes
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Les grandes lignes du projet (1/2)
• Instrumentation / protocole /labobio
– Finalisation de radiograaff pour les expériences de radiobiologie
– Mise au point de protocoles biologiques adaptés (supports échantillons)
– Aménagement de labobio
• Mesures de radiobiologie
– Particules
• Photons, Carbone, et en particulier protons (Radiograaff)
– Observables
•
•
•
•
•
DNA double strand breaks - foci Gamma-H2AX
DNA single strand breaks - alkaline comet assay
Oxidized DNA bases- fpg enzyme
Survival – standard clonogenic essay
Statut redox et oxic des cellules - quantification of intracellular glutathione by HPLC
– 7 cell lines with different radiosensitivity
– Normoxic and hypoxic conditions
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Nantes
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Les grandes lignes du projet (2/2)
• Développements théoriques
–
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–
–
Structuration des codes / Vérification de toutes les étapes de calculs
Automatisation de certaines procédures
Amélioration du modèle
Mise place d’outils pour production des tables de données visant
• Incorporation dans Geant4 / Gate
• Couplage avec un TPS commercial?
– Incorporation dans Geant4 / Gate
• Exploitation des données
– Paramétrisation de nanox et évaluation des prédictions
– Corrélations entre paramètres
• modèles / observables biologiques
• Statut redox et oxic , radiosensibilités…
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Combien?
• Total aide : 200 k€
– 2 ans post-doc Physicien
– 12 mois I.E. Biologiste
Equipements
5,000.00
Prestations de service
2,000.00
Consommables, missions
55,000.00
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Quand?
• 01 décembre 2013 - 31 novembre 2015
• Retard conséquent (10 mois) lié
– Recrutement du post-doc de 2 ans (01 oct 2014)
– Démarches Hygiène et Sécurité
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Merci
Questions?
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