Carcinogenèse radio-induite chez l'animal

CARCINOGENESE

RADIO-INDUITE

CHEZ L'ANIMAL

De nombreuses variables expliquent la survenue de cancers chez l'animal expérimental.

Sensibilité différentielle des tissus et des espèces

De nombreuses études expérimentales ont été menées chez la souris, incluant un nombre considérable d'animaux (12 000 pour certaines expériences). La surveillance, l'autopsie des souris mortes irradiées à des doses de 0,1 à 4 Gy, et l'étude histologique des tumeurs rencontrées montrent une grande variabilité de sensibilité entre les tissus et les espèces animales.

Grande susceptibilité	Susceptibilité moyenne	Faible susceptibilité
Thymus Ovaire	Hypophyse Utérus, Sein Moelle osseuse Poumon	Os, Peau, Estomac, Foie, Tractus digestif

Importance de la dose d'induction

L'induction tumorale obtenue par une seule irradiation par un rayonnement faiblement énergétique (taux d'absorption linéique faible), répond à une courbe en cloche.

Plusieurs points sont très caractéristiques de ces courbes, variables selon l'espèce et le tissu incriminé :

Il existe des tumeurs spontanées, même en dehors de toute irradiation, d'où les difficultés d'interprétation quand on étudie des faibles doses (peu de différences avec l'absence d'irradiation) ; on ne peut distinguer les tumeurs radio-induites des tumeurs spontanées.
A l'inverse, le seuil déclenchant peut être minime, donnant une impression de courbe linéaire avec la dose.
L'augmentation de la dose aboutit à un plateau maximum, correspondant probablement à l'apparition de morts cellulaires (comme ce qu'on observe in vitro).
Il existe une période de latence entre le moment de l'application de l'irradiation et la survenue des tumeurs : l'augmentation de la fréquence des tumeurs représente soit un effet absolu d'augmentation du nombre de cancers soit une survenue plus précoce.

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Corrélation transformation et nécrose cellulaire

au-delà d'une certaines dose, l'effet des mutations devient trop important et aboutit à la mort cellulaire.

Les rayonnements de plus forte absorption (particules chargées, neutrons) ont une courbe similaire mais beaucoup rapide, en raison de l'effet biologique relatif élevé de ces rayonnements. De ce fait, l'effet biologique relatif varie selon le paramètre mesuré : ainsi, pour obtenir 35% de tumeurs radio-induites, l'effet biologique relatif est plus faible que pour obtenir 15% de tumeurs, montrant le danger particulier de ces particules lourdes.

Importance du fractionnement

L'effet de fractionnement des doses ou des débits lents est très différent selon le taux d'absorption.

Lorsque le taux de transfert linéique est élevé, il n'y a aucune modification par rapport à la courbe obtenue avec une seule dose unique. Ceci est probablement du à l'absence de réparation du DNA atteint par le rayonnement très énergétique.

A l'inverse, le fractionnement du rayonnement peu énergétique aboutit à une réduction considérable du taux de tumeurs induites, pour une même dose totale, probablement en rapport avec l'efficacité des mécanismes de réparation du DNA.

Une irradiation continue à faible taux donne les mêmes résultats que le fractionnement.

Importance de l'énergie et du fractionnement utilisé lors de la cancérogenèse induite par les radiations.

Une irradiation répétée est plus 'efficace' qu'une irradiation unique.

Les énergies très absorbées (courbes de droite) sont moins 'efficaces' pour induire des tumeurs

Effet des isotopes radio-actifs

L'étude des effets biologiques induits par l'irradiation par des radio-isotopes absorbés par les animaux (ou l'homme) est plus difficile, en raison de la difficulté à mesure la dose délivrée au niveau de la population cellulaire cible. La localisation des isotopes varie selon le type d'isotopes, selon leur mode d'administration, et de nombreuses variables physiologiques ou environnementales. De plus, l'isotope peut être le sujet d'un métabolisme particulier au tissu ou à l'hôte (cas de l'iode et de la thyroïde). Aussi, faudra-t-il tenir compte de la demi-vie de l'isotope et de son métabolisme spontané. En général, l'effet correspond à ce qu'on constate avec une irradiation externe.

Effet des ultra-violets

Du fait de l'absorption rapide par les tissus cutanés, les ultraviolets n'ont d'effets cancérigènes qu'au niveau de la peau. L'étude de l'induction des tumeurs porte sur trois longueurs d'onde différentes : les UV-C correspondant à des longueurs d'onde de 200-290nm, les UV B correspondant à des longueurs d'onde de 290 à 320 nm, et les UV A correspondant à des longueurs d'onde supérieures à 320 nm. Les UV C sont absorbés en totalité par l'ozone atmosphérique, et ne semblent pas jouer de rôle chez l'homme, à l'inverse des UV B.

Expérimentalement, on peut démontrer que la longueur d'exposition et la dose totale sont les deux facteurs qui influencent le plus le développement de tumeurs cutanées (cancers spino et basocellulaires), la répétition de petites doses provoquant plus de tumeurs que la dose unique (ce qui est en contradiction avec les expériences pour les rayons g).

Il existe un effet seuil, au-dessous duquel aucune cancérisation n'est observée. L'adjonction de produits chimiques tels le TPA augmente considérablement le taux de cancers induits.