Activation of p53 by nutlin-3a induces apoptosis and cellular senescence in human glioblastoma multiforme

Glioblastoma multiforme (GBM) is the most common and aggressive primary brain tumor in adults. Despite concerted efforts to improve current therapies and develop novel clinical approaches, patient survival remains poor. As such, increasing attention has focused on developing new therapeutic strategies that specifically target the apoptotic pathway in order to improve treatment responses. Recently, nutlins, small-molecule antagonists of MDM2, have been developed to inhibit p53-MDM2 interaction and activate p53 signaling in cancer cells. Glioma cell lines and primary cultured glioblastoma cells were treated with nutlin-3a. Nutlin-3a induced p53-dependent G1- and G2-M cell cycle arrest and apoptosis in glioma cell lines with normal TP53 status. In addition, nutlin-arrested glioma cells show morphological features of senescence and persistent induction of p21 protein. Furthermore, senescence induced by nutlin-3a might be depending on mTOR pathway activity. In wild-type TP53 primary cultured cells, exposure to nutlin-3a resulted in variable degrees of apoptosis as well as cellular features of senescence. Nutlin-3a-induced apoptosis and senescence were firmly dependent on the presence of functional p53, as revealed by the fact that glioblastoma cells with knockdown p53 with specific siRNA, or cells with mutated or functionally impaired p53 pathway, were completely insensitive to the drug. Finally, we also found that nutlin-3a increased response of glioma cells to radiation therapy. The results provide a basis for the rational use of MDM2 antagonists as a novel treatment option for glioblastoma patients.

Activation of p53 by nutlin-3a induces apoptosis and cellular senescence in human glioblastoma multiforme

Glioblastoma multiforme (GBM) is the most common and aggressive primary brain tumor in adults. Despite concerted efforts to improve current therapies and develop novel clinical approaches, patient survival remains poor. As such, increasing attention has focused on developing new therapeutic strategies that specifically target the apoptotic pathway in order to improve treatment responses. Recently, nutlins, small-molecule antagonists of MDM2, have been developed to inhibit p53-MDM2 interaction and activate p53 signaling in cancer cells. Glioma cell lines and primary cultured glioblastoma cells were treated with nutlin-3a. Nutlin-3a induced p53-dependent G1- and G2-M cell cycle arrest and apoptosis in glioma cell lines with normal TP53 status. In addition, nutlin-arrested glioma cells show morphological features of senescence and persistent induction of p21 protein. Furthermore, senescence induced by nutlin-3a might be depending on mTOR pathway activity. In wild-type TP53 primary cultured cells, exposure to nutlin-3a resulted in variable degrees of apoptosis as well as cellular features of senescence. Nutlin-3a-induced apoptosis and senescence were firmly dependent on the presence of functional p53, as revealed by the fact that glioblastoma cells with knockdown p53 with specific siRNA, or cells with mutated or functionally impaired p53 pathway, were completely insensitive to the drug. Finally, we also found that nutlin-3a increased response of glioma cells to radiation therapy. The results provide a basis for the rational use of MDM2 antagonists as a novel treatment option for glioblastoma patients.

Analysis of translational errors in frame-based and frameless cranial radiosurgery using an anthropomorphic phantom

Abstract Objective: To evaluate three-dimensional translational setup errors and residual errors in image-guided radiosurgery, comparing frameless and frame-based techniques, using an anthropomorphic phantom. Materials and Methods: We initially used specific phantoms for the calibration and quality control of the image-guided system. For the hidden target test, we used an Alderson Radiation Therapy (ART)-210 anthropomorphic head phantom, into which we inserted four 5mm metal balls to simulate target treatment volumes. Computed tomography images were the taken with the head phantom properly positioned for frameless and frame-based radiosurgery. Results: For the frameless technique, the mean error magnitude was 0.22 ± 0.04 mm for setup errors and 0.14 ± 0.02 mm for residual errors, the combined uncertainty being 0.28 mm and 0.16 mm, respectively. For the frame-based technique, the mean error magnitude was 0.73 ± 0.14 mm for setup errors and 0.31 ± 0.04 mm for residual errors, the combined uncertainty being 1.15 mm and 0.63 mm, respectively. Conclusion: The mean values, standard deviations, and combined uncertainties showed no evidence of a significant differences between the two techniques when the head phantom ART-210 was used.

Performance and Methodological Aspects in Positron Emission Tomography

Performance standards for Positron emission tomography (PET) were developed to be able to compare systems from different generations and manufacturers. This resulted in the NEMA methodology in North America and the IEC in Europe. In practices, the NEMA NU 2- 2001 is the method of choice today. These standardized methods allow assessment of the physical performance of new commercial dedicated PET/CT tomographs. The point spread in image formation is one of the factors that blur the image. The phenomenon is often called the partial volume effect. Several methods for correcting for partial volume are under research but no real agreement exists on how to solve it. The influence of the effect varies in different clinical settings and it is likely that new methods are needed to solve this problem. Most of the clinical PET work is done in the field of oncology. The whole body PET combined with a CT is the standard investigation today in oncology. Despite the progress in PET imaging technique visualization, especially quantification of small lesions is a challenge. In addition to partial volume, the movement of the object is a significant source of error. The main causes of movement are respiratory and cardiac motions. Most of the new commercial scanners are in addition to cardiac gating, also capable of respiratory gating and this technique has been used in patients with cancer of the thoracic region and patients being studied for the planning of radiation therapy. For routine cardiac applications such as assessment of viability and perfusion only cardiac gating has been used. However, the new targets such as plaque or molecular imaging of new therapies require better control of the cardiac motion also caused by respiratory motion. To overcome these problems in cardiac work, a dual gating approach has been proposed. In this study we investigated the physical performance of a new whole body PET/CT scanner with NEMA standard, compared methods for partial volume correction in PET studies of the brain and developed and tested a new robust method for dual cardiac-respiratory gated PET with phantom, animal and human data. Results from performance measurements showed the feasibility of the new scanner design in 2D and 3D whole body studies. Partial volume was corrected, but there is no best method among those tested as the correction also depends on the radiotracer and its distribution. New methods need to be developed for proper correction. The dual gating algorithm generated is shown to handle dual-gated data, preserving quantification and clearly eliminating the majority of contraction and respiration movement

Sairaalan kolmen yksikön kapasiteetin käytön kehittäminen

Tässä tutkimuksessa selvitettiin Etelä-Karjalan keskussairaalan sädehoitoyksikön, päiväkirurgisen yksikön sekä synnytysten ja naistentautien yksikön käyttämän kapasiteetin kustannuksia eri käyttöasteilla. Yksiköiden toiminta ja niiden keskeiset resurssit kuvattiin. Tiedot kerättiin käyttäen haastatteluja, käyttöomaisuuskirjanpitoa ja laskentatoimen talousraportointijärjestelmää. Yksiköiden tuloslaskelmien perusteella arvioitiin niiden muuttuvia ja kiinteitä kustannuksia. Kapasiteettimalleja arvioitiin voitavan hyödyntää esimerkiksi toiminnan seurannassa, suunnittelussa ja tavoiteasetannassa. Kapasiteetin määrittely ja kapasiteetin kustannusten laskenta erilaisille kapasiteetin käyttöasteille onnistui kaikissa yksiköissä. Parhaiten kapasiteetin kustannustieto kuvasi sädehoitoa ja heikoiten synnytyksiä. Käyttämätöntä kapasiteettia tunnistettiin sädehoitoyksikössä ja päiväkirurgisessa yksikössä. Toiminta-asteen noston vaikutukset yksikkökustannuksiin laskettiin kaikissa yksiköissä ja niissä yksiköissä, joissa oli käyttämätöntä kapasiteettia, tehtiin lisäksi tarkempia laskelmia ja ehdotuksia toiminnan kehittämiseksi.

Salivary gland cancer in Finland: Incidence, histological distribution, outcome and prognostic factors

Salivary gland cancer (SGC) is a rare cancer. The histological classification of SGC is complex and its biological behavior highly variable: it may vary from a low-grade tumor to a high-grade and often fatal malignancy. These circumstances make this cancer a diagnostic and therapeutic challenge. Older age and exposure to ionizing radiation are known risk factors. The mainstay of treatment is surgery combined with adjuvant radiation therapy, when appropriate. In addition to the histological type, the only well known prognostic factor is the TNM classification, which describes the tumor size and the amount of metastases. This study was performed using a full population-based nationwide cohort of SGC patients and tumors diagnosed in Finland in 1991-1996. The annual incidence of SGC in the entire population was, on average, 47.7 per year. By histological re-evaluation of 237 specimens the most frequent histological types were the adenoid cystic carcinoma (n=65; 27%), the mucoepidermoid carcinoma (n=45; 19%) and the acinic cell carcinoma (n=41; 17%). The highest 10-year disease-specific survival rate occurred among patients with acinic cell carcinoma (90%), followed by mucoepidermoid carcinoma (81%) and adenoid cystic carcinoma (60%). A high volume-corrected index (VCI) of Ki-67 correlated with worse survival of patients with SGC. Computer-assisted morphometric analyses of CD34-positive vessels indicated an unfavorable prognosis for patients with mucoepidermoid carcinoma and an association with poor survival among patients with acinic cell carcinoma. A high level of expression of matrix metalloproteinase-9 (MMP-9) showed a trend for a poorer prognosis in salivary duct carcinoma, and a high level of MMP-13 and a low level of MMP-1 had a trend for a poorer prognosis of patients with SGC. A low level of MMP-7 was associated with a poor prognosis of patients with acinic cell and mucoepidermoid carcinoma.

Cirurgia de tikhoff-linberg para tratamento de condrossarcoma localmente avançado da região escápulo-umeral

Chondrosarcoma is a rare malignant neoplasia that most of the time affects young adults. Its location is preferentially the pelvic and scapular girdle and surgery is its treatment of choice. There are no role for chemo or radiation therapy, because of their low index of response. We describe a case of a 45 year-old male patient with an extensive low grade right umerus chondrosarcoma. In spite of the local extension, there was no invasion of the shoulder neurovascular structures. Treatment proposed was the Tikhoff-Linberg procedure, and the operation was performed with success, with no complications. Free margins were obtained. The patient is now on two years follow-up with no evidence of recurrent disease and is able to drive, fish and carry packs. He can not abduct his arm, but he could not do that even before surgery, due to severe pain. We believe this is an excellent conservative approach to such tumors, that otherwise would require a forequarter amputation, and strongly recommend the technique.

Impact de HOXB4 sur les cellules B

La greffe de cellules souches hématopoïétiques autologue est une thérapie de plus en plus utilisée. Cependant, les traitements de chimiothérapie ou de radiothérapie intensifs peuvent affecter les cellules souches et diminuer le nombre de ces cellules pouvant être mobilisées à des fins de transplantation. Il serait donc très utile de pouvoir expandre ces cellules souches afin de s’assurer qu’elles soient en quantité suffisante pour procéder à la greffe. Or, il a été démontré que la protéine HOXB4 a la capacité d’expandre les cellules souches hématopoïétiques humaines et murines. Lors d’une greffe autologue, la moelle osseuse est cependant colonisée par des cellules malignes. Notre objectif était donc de s’assurer que la protéine HOXB4 expand les cellules souches hématopoïétiques normales mais n’expand pas les cellules « souches » leucémiques. De plus, comme des expériences précédentes ont démontré que chez des souris transplantées avec des cellules souches surexprimant HOXB4, la reconstitution du système hématopoïétique pouvait favoriser les cellules myéloïdes aux dépends des cellules lymphoïdes, nous avons aussi voulu déterminer l’impact de HOXB4 sur la différenciation des cellules progénitrices lymphoïdes normales. Pour ce faire, nous avons exposé des cellules humaines et murines à la protéine HOXB4 afin de comparer la prolifération des cellules B malignes à celle des cellules B normales. De plus, nous avons évalué l’impact de HOXB4 sur les cellules B à leurs différents stades de différenciation. Nos résultats démontrent que HOXB4 ne favorise pas l’expansion des cellules leucémiques. De plus, nous avons observé que les cellules lymphoïdes surexprimant la protéine HOXB4 ont un ralentissement dans leur processus de différenciation. Aussi, la surexpression de HOXB4 entraîne une diminution de la fréquence et du nombre de progéniteurs lymphoïdes normaux. Ces résultats démontrent donc que la protéine HOXB4 ne produit pas d’expansion des cellules malignes. De plus, elle confère un désavantage prolifératif aux cellules lymphoïdes.

Étude des facteurs de perturbation de chambres d’ionisation sous conditions non standard

Durant la dernière décennie, les développements technologiques en radiothérapie ont transformé considérablement les techniques de traitement. Les nouveaux faisceaux non standard améliorent la conformité de la dose aux volumes cibles, mais également complexifient les procédures dosimétriques. Puisque des études récentes ont démontré l’invalidité de ces protocoles actuels avec les faisceaux non standard, un nouveau protocole applicable à la dosimétrie de référence de ces faisceaux est en préparation par l’IAEA-AAPM. Le but premier de cette étude est de caractériser les facteurs responsables des corrections non unitaires en dosimétrie des faisceaux non standard, et ainsi fournir des solutions conceptuelles afin de minimiser l’ordre de grandeur des corrections proposées dans le nouveau formalisme de l’IAEA-AAPM. Le deuxième but de l’étude est de construire des méthodes servant à estimer les incertitudes d’une manière exacte en dosimétrie non standard, et d’évaluer les niveaux d’incertitudes réalistes pouvant être obtenus dans des situations cliniques. Les résultats de l’étude démontrent que de rapporter la dose au volume sensible de la chambre remplie d’eau réduit la correction d’environ la moitié sous de hauts gradients de dose. Une relation théorique entre le facteur de correction de champs non standard idéaux et le facteur de gradient du champ de référence est obtenue. En dosimétrie par film radiochromique, des niveaux d’incertitude de l’ordre de 0.3% sont obtenus par l’application d’une procédure stricte, ce qui démontre un intérêt potentiel pour les mesures de faisceaux non standard. Les résultats suggèrent également que les incertitudes expérimentales des faisceaux non standard doivent être considérées sérieusement, que ce soit durant les procédures quotidiennes de vérification ou durant les procédures de calibration. De plus, ces incertitudes pourraient être un facteur limitatif dans la nouvelle génération de protocoles.

Qualité de vie et communication entre soignant et soignée auprès de femmes atteintes de cancer du sein : approche longitudinale

Introduction : De nos jours, les femmes atteintes de cancer du sein peuvent espérer une survie prolongée et un grand nombre d’entre elles peuvent même entrevoir la guérison. Alors que le dépistage précoce et les traitements rigoureux donnent espoir à de plus en plus de femmes, les chercheurs et les cliniciens doivent maintenant se pencher sur la qualité de vie de ces femmes à chaque phase clinique de la trajectoire de soins. Les difficultés physiques, fonctionnelles, psychologiques et sociales avec lesquelles les femmes vivent peuvent compromettre leur qualité de vie, d’où l’intérêt d’évaluer celle-ci. Peu de chercheurs se sont intéressés au changement longitudinal de la qualité de vie de ces femmes aux différents moments de la trajectoire de soins en oncologie : diagnostic, traitement et suivi. De plus, peu se sont demandés si la perception que les femmes ont de leur communication avec les professionnels de la santé influence leur qualité de vie le long de la trajectoire de soins. Objectifs principaux : 1) Décrire l’évolution de la qualité de vie liée à la santé des femmes atteintes de cancer du sein pendant le diagnostic, les traitements de radiothérapie et le suivi; 2) Décrire l’évolution de la perception que les femmes ont de leur communication avec les médecins, les infirmières et les technologues en radio-oncologie au cours des mêmes phases cliniques; 3) Examiner l’évolution de la relation entre la perception que les femmes ont de leur communication avec les professionnels de la santé et leur qualité de vie liée à la santé durant les phases citées précédemment. Méthodes : L’échantillon se composait de 120 femmes atteintes d’un cancer du sein précoce (stades I et II) qui parlaient le français, âgées de plus de 18 ans (55 ans ± 9,5) qui ont eu une chirurgie conservatrice. Les femmes ont complété des questionnaires à la période entourant le diagnostic (en moyenne six semaines après le diagnostic), à mi-chemin de la radiothérapie (en moyenne 27 semaines après le diagnostic) et de trois à quatre mois après la fin de la radiothérapie (en moyenne 48 semaines après le diagnostic). À chaque temps de mesure, elles ont complété six questionnaires d’une durée totale de 60 minutes au centre hospitalier ou à domicile : un sur les données sociodémographiques, un sur les renseignements médicaux, le MOS SSS, le EORTC QLQ-C30/BR23 et le MCCS. Résultats : Les analyses GEE montrent que la qualité de vie liée à la santé des femmes atteintes de cancer du sein change dans le temps. Elle diminue pendant la radiothérapie, sauf pour le fonctionnement émotionnel et cognitif. Les analyses démontrent aussi que certains facteurs cliniques, intrapersonnels et interpersonnels influencent leur qualité de vie. Précisément, plus les femmes avancent en âge et plus elles perçoivent qu’elles ont eu du soutien social le long de la trajectoire de soins, plus leur qualité de vie est meilleure pour les dimensions génériques et spécifiques du fonctionnement. De plus, celles qui présentent une tumeur de stade II et celles qui ont eu de la radiothérapie et l’hormonothérapie ont des scores plus élevés pour certaines dimensions de qualité de vie comparativement à celles dont le cancer se situe au stade I et à celles qui ont eu la chimiothérapie, la radiothérapie et l’hormonothérapie. Les résultats font état également d’une interaction entre le facteur « temps » et un facteur intrapersonnel pour le fonctionnement « rôle » et le fonctionnement sexuel des femmes. La perception que les femmes ont de leur communication avec les médecins et les autres professionnels de la santé change très peu avec le temps. Ainsi, les femmes se perçoivent plus compétentes dans la recherche d’information avec les radio-oncologues pendant la radiothérapie qu’avec les chirurgiens-oncologues au moment du diagnostic. Elles perçoivent aussi la vérification et la recherche d’information par les radio-oncologues pendant la radiothérapie plus satisfaisante que celle des chirurgiens-oncologues lors de l’annonce du diagnostic. Globalement, les femmes perçoivent leur communication avec les radio-oncologues et les chirurgiens-oncologues comme étant meilleure pendant la radiothérapie et au suivi qu’au moment du diagnostic avec les chirurgiens-oncologues. Les analyses GEE montrent aussi que certains facteurs cliniques (nature des traitements), intrapersonnels et interpersonnels (âge, niveau de scolarité et soutien social perçu) sont des facteurs susceptibles d’influencer la façon dont elles perçoivent leur communication avec les professionnels de la santé. Enfin, la perception des femmes quant à leurs compétences de communication à l’égard des médecins et des autres professionnels de la santé explique davantage leur qualité de vie liée à la santé que celle des compétences des professionnels de la santé. Donc, les femmes ont un meilleur score pour le fonctionnement « rôle », émotionnel et elles ont moins d’effets secondaires et de symptômes pendant la radiothérapie et au suivi lorsqu’elles se perçoivent compétentes envers les médecins (chirurgiens-oncologues et radio-oncologues) pour la recherche d’information et l’aspect socio-affectif d’un entretien aux temps précédents. De plus, l’âge des femmes, le soutien social perçu, le stade de la maladie et la nature des traitements ont une influence sur le lien entre leur qualité de vie et leur communication avec les professionnels de la santé. Enfin, une interaction est présente entre le facteur « temps » et un facteur clinique ou intrapersonnel pour les dimensions de qualité de vie suivantes : rôle, émotionnel et fonctionnement sexuel. Conclusion et retombées : Les résultats de la présente thèse soulignent l’importance d’évaluer de façon longitudinale la qualité de vie liée à la santé des femmes atteintes de cancer du sein à différents moments de la trajectoire de soins, particulièrement pendant la radiothérapie, et, pour les intervenants psychosociaux, de s’occuper des jeunes femmes diagnostiquées et de celles qui ne perçoivent pas recevoir un soutien social. Ainsi, de meilleures ressources psychosociales pourront être mises sur pied pour aider ces groupes de femmes. Les résultats montrent également qu’il est essentiel d’informer les chirurgiens-oncologues de l’importance d’établir une communication satisfaisante avec les femmes atteintes de cancer du sein lors de l’annonce du diagnostic afin de favoriser une perception positive par les femmes de leur communication avec les chirurgiens-oncologues. Enfin, les résultats obtenus soulignent les avantages pour les femmes atteintes de cancer du sein d’être proactives et de se sentir compétentes pour la recherche d’information et l’aspect socio-affectif d’une relation avec les chirurgiens-oncologues et les radio-oncologues dans le maintien d’une bonne qualité de vie liée à la santé.

Problèmes de comportement à long terme chez les patients pédiatriques atteints de leucémie lymphoblastique aiguë

Les améliorations dans les protocoles de traitement pour la majorité des cancers pédiatriques ont augmenté de façon marquée les taux de survie. Cependant, des risques élevés de multiples problèmes de santé chez les survivants sont bien documentés. En ce qui concerne spécifiquement les problèmes neuropsychologiques, les principaux facteurs de risque individuels connus à ce jour (l’âge au diagnostic, le genre du patient, l’exposition aux radiations) demeurent insuffisants pour cibler efficacement et prévenir les séquelles à long terme. Les objectifs généraux de cette thèse étaient : 1) la caractérisation des trajectoires individuelles de problèmes de comportement chez une population de patients pédiatriques atteints de leucémie lymphoblastique aiguë; 2) l’identification des principaux déterminants génétiques, médicaux et psychosociaux associés aux problèmes de comportements. Les hypothèses étaient : 1) Il existe une association entre les trajectoires individuelles de problèmes de comportement et a - des facteurs psychosociaux liés au fonctionnement familial, b - des polymorphismes dans les gènes modérateurs des effets thérapeutiques du méthotrexate et des glucocorticoïdes, c - des variables liées aux traitements oncologiques. 2) L'utilisation de modèles statistiques multi-niveaux peut permettre d’effectuer cette caractérisation des trajectoires individuelles et l’identification des facteurs de risque associés. 138 patients pédiatriques (0-18 ans) ayant reçu un diagnostic de leucémie lymphoblastique aiguë entre 1993 et 1999 au CHU Ste-Justine ont participé à une étude longitudinale d’une durée de 4 ans. Un instrument validé et standardisés, le Child Behavior Checklist, a été utilisé pour obtenir un indice de problèmes de comportement, tel que rapporté par la mère, au moment du diagnostic, puis 1, 2, 3 et 4 ans post-diagnostic. Des données génétiques, psychosociales et médicales ont aussi été collectées au cours de cette même étude longitudinale, puis ont été exploitées dans les modélisations statistiques effectuées. Les résultats obtenus suggèrent que les problèmes de comportement de type internalisés et externalisés possèdent des trajectoires et des facteurs de risque distincts. Les problèmes internalisés sont des manifestations de troubles affectifs chez le patient, tels que des symptômes dépressifs ou anxieux, par exemple. Ceux-ci sont très prévalents tôt après le diagnostic et se normalisent par la suite, indiquant des difficultés significatives, mais temporaires. Des facteurs médicaux exacerbant l'expérience de stress, soit le risque de rechute associé au diagnostic et les complications médicales affectant la durée de l'hospitalisation, ralentissent cette normalisation. Les problèmes externalisés se manifestent dans le contact avec autrui; des démonstrations d’agression ou de violence font partie des symptômes. Les problèmes externalisés sont plus stables dans le temps relativement aux problèmes internalisés. Des variables pharmacologiques et génétiques contribuent aux différences individuelles : l'administration d’un glucocorticoïde plus puissant du point de vue des effets pharmacologiques et toxicologiques, ainsi que l’homozygotie pour l’haplotype -786C844T du gène NOS3 sont liés à la modulation des scores de problèmes externalisés au fil du temps. Finalement, le niveau de stress familial perçu au diagnostic est positivement corrélé avec le niveau initial de problèmes externalisés chez le patient, tandis que peu après la fin de la période d’induction, le niveau de stress familial est en lien avec le niveau initial de problèmes internalisés. Ces résultats supportent l'idée qu'une approche holistique est essentielle pour espérer mettre en place des interventions préventives efficaces dans cette population. À long terme, ces connaissances pourraient contribuer significativement à l'amélioration de la qualité de vie des patients. Ces travaux enrichissent les connaissances actuelles en soulignant les bénéfices des suivis longitudinaux et multidisciplinaires pour comprendre la dynamique de changement opérant chez les patients. Le décloisonnement des savoirs semble devenir incontournable pour aspirer dépasser le cadre descriptif et atteindre un certain niveau de compréhension des phénomènes observés. Malgré des défis méthodologiques et logistiques évidents, ce type d’approche est non seulement souhaitable pour étudier des processus dynamiques, mais les travaux présentés dans cette thèse indiquent que cela est possible avec les moyens analytiques actuels.

Implantation et validation d’un modèle Monte Carlo du Cyberknife dans un outil de calcul de dose clinique

Le travail de modélisation a été réalisé à travers EGSnrc, un logiciel développé par le Conseil National de Recherche Canada.

Développement d'un nouveau critère pour déterminer les limites d'utilisation des détecteurs en dosimétrie non standard

Depuis quelques années, il y a un intérêt de la communauté en dosimétrie d'actualiser les protocoles de dosimétrie des faisceaux larges tels que le TG-51 (AAPM) et le TRS-398 (IAEA) aux champs non standard qui requièrent un facteur de correction additionnel. Or, ces facteurs de correction sont difficiles à déterminer précisément dans un temps acceptable. Pour les petits champs, ces facteurs augmentent rapidement avec la taille de champ tandis que pour les champs d'IMRT, les incertitudes de positionnement du détecteur rendent une correction cas par cas impraticable. Dans cette étude, un critère théorique basé sur la fonction de réponse dosimétrique des détecteurs est développé pour déterminer dans quelles situations les dosimètres peuvent être utilisés sans correction. Les réponses de quatre chambres à ionisation, d'une chambre liquide, d'un détecteur au diamant, d'une diode, d'un détecteur à l'alanine et d'un détecteur à scintillation sont caractérisées à 6 MV et 25 MV. Plusieurs stratégies sont également suggérées pour diminuer/éliminer les facteurs de correction telles que de rapporter la dose absorbée à un volume et de modifier les matériaux non sensibles du détecteur pour pallier l'effet de densité massique. Une nouvelle méthode de compensation de la densité basée sur une fonction de perturbation est présentée. Finalement, les résultats démontrent que le détecteur à scintillation peut mesurer les champs non standard utilisés en clinique avec une correction inférieure à 1%.

Evaluating DNA damage response (DDR) activation in human prostate cancer

Introduction: Au Canada, le cancer de la prostate est le cancer le plus fréquemment diagnostiqué chez les hommes et le plus mortel après les cancers du poumon et du côlon. Il y a place à optimiser le traitement du cancer de la prostate de manière à mettre en œuvre une médecine personnalisée qui s’adapte aux caractéristiques de la maladie de chaque patient de façon individuelle. Dans ce mémoire, nous avons évalué la réponse aux dommages de l’ADN (RDA) comme biomarqueur potentiel du cancer de la prostate. Les lésions potentiellement oncogènes de l'ADN déclenche une cascade de signalisation favorisant la réparation de l'ADN et l’activation des points de contrôle du cycle cellulaire pour préserver l’intégrité du génome. La RDA est un mécanisme central de suppression tumorale chez l’homme. La RDA joue un rôle important dans l’arrêt de la prolifération des cellules dont les génomes sont compromis, et donc, prévient la progression du cancer en agissant comme une barrière. Cette réponse cellulaire détermine également comment les cellules normales et cancéreuses réagissent aux agents utilisés pour endommager l'ADN lors du traitement du cancer comme la radiothérapie ou la chimiothérapie, en plus la présence d,un certain niveau de RDA dans les cellules du cancer de la prostate peuvent également influer sur l'issue de ces traitements. L’activation des signaux de la RDA peut agir comme un frein au cancer dans plusieurs lésions pré-néoplasiques de l'homme, y compris le cancer de la prostate. Il a été démontré que la RDA est augmentée dans les cellules de néoplasie intra- épithéliale (PIN) comparativement aux cellules prostatiques normales. Toutefois, le devient de la RDA entre le PIN et l’adénocarcinome est encore mal documenté et aucune corrélation n'a été réalisée avec les données cliniques des patients. Notre hypothèse est que les niveaux d’activation de la RDA seront variables selon les différents grades et agressivité du cancer de la prostate. Ces niveaux pourront être corrélés et possiblement prédire les réponses cliniques aux traitements des patients et aider à définir une stratégie plus efficace et de nouveaux biomarqueurs pour prédire les résultats du traitement et personnaliser les traitements en conséquence. Nos objectifs sont de caractériser l'activation de la RDA dans le carcinome de la prostate et corréler ses données avec les résultats cliniques. Méthodes : Nous avons utilisé des micro-étalages de tissus (tissue microarrays- TMAs) de 300 patients ayant subi une prostatectomie radicale pour un cancer de la prostate et déterminé le niveau d’expression de protéines de RDA dans le compartiment stromal et épithélial des tissus normaux et cancéreux. Les niveaux d’expression de 53BP1, p-H2AX, p65 et p-CHK2 ont été quantifiés par immunofluorescence (IF) et par un logiciel automatisé. Ces marqueurs de RDA ont d’abord été validés sur des TMAs-cellule constitués de cellules de fibroblastes normales ou irradiées (pour induire une activation du RDA). Les données ont été quantifiées à l'aide de couches binaires couramment utilisées pour classer les pixels d'une image pour que l’analyse se fasse de manière indépendante permettant la détection de plusieurs régions morphologiques tels que le noyau, l'épithélium et le stroma. Des opérations arithmétiques ont ensuite été réalisées pour obtenir des valeurs correspondant à l'activation de la RDA qui ont ensuite été corrélées à la récidive biochimique et l'apparition de métastases osseuses. Résultats : De faibles niveaux d'expression de la protéine p65 dans le compartiment nucléaire épithélial du tissu normal de la prostate sont associés à un faible risque de récidive biochimique. Par ailleurs, nous avons aussi observé que de faibles niveaux d'expression de la protéine 53BP1 dans le compartiment nucléaire épithéliale du tissu prostatique normal et cancéreux ont été associés à une plus faible incidence de métastases osseuses. Conclusion: Ces résultats confirment que p65 a une valeur pronostique chez les patients présentant un adénocarcinome de la prostate. Ces résultats suggèrent également que le marqueur 53BP1 peut aussi avoir une valeur pronostique chez les patients avec le cancer de la prostate. La validation d'autres marqueurs de RDA pourront également être corrélés aux résultats cliniques. De plus, avec un suivi des patients plus long, il se peut que ces résultats se traduisent par une corrélation avec la survie. Les niveaux d'activité de la RDA pourront éventuellement être utilisés en clinique dans le cadre du profil du patient comme le sont actuellement l’antigène prostatique spécifique (APS) ou le Gleason afin de personnaliser le traitement.

Méthodes de génération et de validation de champs de déformation pour la recombinaison de distribution de dose à l’aide d’images 4DCT dans le cadre d’une planification de traitement de cancers pulmonaires

Des efforts de recherche considérables ont été déployés afin d'améliorer les résultats de traitement de cancers pulmonaires. L'étude de la déformation de l'anatomie du patient causée par la ventilation pulmonaire est au coeur du processus de planification de traitement radio-oncologique. À l'aide d'images de tomodensitométrie quadridimensionnelles (4DCT), une simulation dosimétrique peut être calculée sur les 10 ensembles d'images du 4DCT. Une méthode doit être employée afin de recombiner la dose de radiation calculée sur les 10 anatomies représentant une phase du cycle respiratoire. L'utilisation de recalage déformable d'images (DIR), une méthode de traitement d'images numériques, génère neuf champs vectoriels de déformation permettant de rapporter neuf ensembles d'images sur un ensemble de référence correspondant habituellement à la phase d'expiration profonde du cycle respiratoire. L'objectif de ce projet est d'établir une méthode de génération de champs de déformation à l'aide de la DIR conjointement à une méthode de validation de leur précision. Pour y parvenir, une méthode de segmentation automatique basée sur la déformation surfacique de surface à été créée. Cet algorithme permet d'obtenir un champ de déformation surfacique qui décrit le mouvement de l'enveloppe pulmonaire. Une interpolation volumétrique est ensuite appliquée dans le volume pulmonaire afin d'approximer la déformation interne des poumons. Finalement, une représentation en graphe de la vascularisation interne du poumon a été développée afin de permettre la validation du champ de déformation. Chez 15 patients, une erreur de recouvrement volumique de 7.6 ± 2.5[%] / 6.8 ± 2.1[%] et une différence relative des volumes de 6.8 ± 2.4 [%] / 5.9 ± 1.9 [%] ont été calculées pour le poumon gauche et droit respectivement. Une distance symétrique moyenne 0.8 ± 0.2 [mm] / 0.8 ± 0.2 [mm], une distance symétrique moyenne quadratique de 1.2 ± 0.2 [mm] / 1.3 ± 0.3 [mm] et une distance symétrique maximale 7.7 ± 2.4 [mm] / 10.2 ± 5.2 [mm] ont aussi été calculées pour le poumon gauche et droit respectivement. Finalement, 320 ± 51 bifurcations ont été détectées dans le poumons droit d'un patient, soit 92 ± 10 et 228 ± 45 bifurcations dans la portion supérieure et inférieure respectivement. Nous avons été en mesure d'obtenir des champs de déformation nécessaires pour la recombinaison de dose lors de la planification de traitement radio-oncologique à l'aide de la méthode de déformation hiérarchique des surfaces. Nous avons été en mesure de détecter les bifurcations de la vascularisation pour la validation de ces champs de déformation.