Plateforme OptiRADDépartement : Biologie, Signaux et Systèmes en Cancérologie et Neuroscience. |
Objectifs scientifiques
Le département BioSiS du CRAN mène des recherches en cancérologie en particulier sur les Interactions entre les rayonnements et les tissus biologiques. Cet axe est fortement interdisplinaire regroupant des biologistes, des automaticiens et traiteurs de signaux, radiophysiciens, et des cliniciens dont les domaines d’expertise sont très complémentaires. Dans cet axe, il s’agit :
— d’optimiser et d’évaluer, sur des modèles précliniques, des stratégies thérapeutiques alternatives et innovantes, combinant nanoparticules et rayonnements (ionisants ou non ionisants), pour traiter les tumeurs cérébrales adultes et pédiatriques ;
— de modéliser et contrôler en temps réel les effets des thérapies par rayonnements sur la croissance ou la récidive tumorale.
La reconnaissance de l’expertise de ce projet dans les domaines des tumeurs cérébrales adultes et pédiatriques, de la radiothérapie et des nanoparticules se traduit par l’implication active dans différentes sociétés savantes et l’obtention de projets nationaux et internationaux.
Le laboratoire possède un irradiateur préclinique doté d’un équipement d’imagerie planaire. Cette plateforme s’inscit dans une démarche volontaire de mutualisation. Des règles de tarification on été définies et publiées au B.O. du CNRS. La gouvernance de la plateforme a été établie et diffusée, stipulant notamment, que l’accès aux appareils est conditionné au dépôt préalable d’une fiche projet. Chaque projet conduit à la création d’un compte spécifique permettant un suivi précis de l’utilisation des équipements. La tarification appliquée depuis le 1er août 2020 a été publiée au B.O. du CNRS (B.O. de décembre 2020).
Récemment, plusiseurs équipes extérieures en sont utilisatrices :
— Unité de thérapie cellulaire (UTCT), CHU Nancy : 4 projets ouverts depuis août ;
— IMoPA : 1 projet déposé en novembre 2020 ;
— IADI – radiochimie : 1 projet déposé.
La facturation (semestrielle) est établie sur la base des relevés horaires de chaque compte utilisateur, conformément au règlement de la plateforme.
Description
Acquis en 2015, l’irradiateur X-RAD320 (Precision X-ray inc.), qui délivre des photons X d’énergie comprise entre 11 kV et 320 keV, permet l’irradiation de cellules en culture monocouche ou tridimensionnelle et l’irradiation focalisée de rongeurs (souris, rats). Un collimateur motorisé permet d’irradier des champs de 1×1 cm2 à 20×20 cm2. Le générateur est un Titan Isovolt E 320 de General Electric. Depuis fin 2018, un module d’imagerie multimodale (bioluminescence / scintigraphie / X) permet la mise en place de protocoles de radiothérapie guidée par l’image ou d’analyse et de suivi de modèles tumoraux spécifiques. Ce module (OptiMAX, Precision X-ray inc., North Branford, CT) consiste en une caméra CCD refroidie à -80°C. Le capteur comprend 1024×1024 éléments de 13 μm de côté. La conversion des photons X en photons lumineux est assurée par un film au phosphore rétractable. Ainsi, la même caméra permet d’acquérir des images de bioluminescence et radiographique, voire scintigraphique si le radioélément utilisé émet des photons + d’énergie inférieure à 150 keV. Pour les énergies supérieures le film au phosphore est inefficace.
Perspectives
Une ingénieure informaticienne a été recrutée sur appel à projet INS2I 2020 pour le développement des algorithmes de reconstruction tomographique pour l’évolution à court terme de l’équipement.
Courant 2020, un accord de confidentialité a été signé entre l’université de Lorraine (représentée par le CRAN) et Precision X–ray inc. (North Brandford, CT) autour des développements de la tomographie préclinique X / bioluminescence.
Dans le cadre d’un appel d’offre local au laboratoire, un insert tomographique est en court de réalisation par le service d’appui à la recherche de l’unité. Cet insert permet l’acquisition d’images morphologiques (X) et fonctionnelles (bioluminescence / scintigraphie) tridimensionnelles. Le prototype est équipé d’une platine de translation motorisée sur 2 axes afin de positionner la zone à irradier d’après les images morphologiques et/ou fonctionnelles acquises ; permettant ainsi une véritable irradiation guidée par l’image (IGRT).
 |
 |
FIGURE 65 – Vue interne de la cabine d’irradiation en fonctionnement 2D |
FIGURE 66 – Imagerie multimodale préclinique : fusion radiographie / imagerie Cerenkov au 68Ga |
 |
|
FIGURE 67 – Gauche : Illustration de reconstruction tomographique de tomodensitométrie obtenue sur la plateforme
(Projection du maximum d’intensité) à partir du prototype du CRAN. Droite : rendu 3D de la conception
initiale de l’insert tomographique développé au laboratoire. |
|
