DOSELIA

Computing whole-body radiation dose distributions and subsequent cancer risks from mo-dern radiotherapy techniques in paediatric patients

Le projet DOSELIA vise à améliorer considérablement l’évaluation des doses reçues par l’ensemble du corps et du risque de développement de cancers primaires ultérieurs chez les patients pédia-triques traités par radiothérapie externe (EBRT). L’objectif principal de ce projet est la mise au point d’un logiciel de modélisation dosimétrique basé sur l’intelligence artificielle. Il permettra notamment une évaluation précise des doses administrées aux jeunes patients dans le cadre d’un traitement.

Chaque année, 35 000 enfants et adolescents en Europe sont diagnostiqués d’un cancer, avec un taux de survie à 5 ans supérieur à 80 %. En 2020, l’Europe comptait environ 600 000 habitants guéris d’un cancer pédiatrique, un chiffre qui devrait continuer d’augmenter.

La radiothérapie est une modalité thérapeutique essentielle dans la prise en charge des cancers des enfants et des adolescents. Cependant, elle peut avoir des effets secondaires à long terme, autant pour les tissus sains autour de la zone traitée que pour ceux plus éloignés.

Selon les études épidémiologiques, un patient sur cinq guéri d’un cancer pédiatrique développe une seconde tumeur avant l’âge de 50 ans, avec un risque deux fois supérieur à celui de la population gé-nérale, même 40 ans après la fin des traitements. Bien que la prédisposition génétique et certaines chimiothérapies puissent aussi augmenter le risque de second cancer, la radiothérapie reste un fac-teur de risque majeur. Ainsi, une irradiation crânienne multiplie par dix le risque à long terme de déve-lopper une nouvelle tumeur cérébrale. Une irradiation thoracique expose quant à elle les patientes à un risque de cancer du sein comparable à celui des femmes porteuses d’une mutation BRCA1. Enfin, plus l’exposition aux radiations a lieu à un âge jeune, plus le risque de leucémie, cancer du sein, du cer-veau et de la thyroïde est élevé.

Les récentes avancées technologiques en radiothérapie externe ont considérablement amélioré la précision de l’irradiation, ce qui rend essentielle l’optimisation de la délivrance du traitement afin de limiter l’exposition des tissus sains, en particulier chez les enfants, plus vulnérables aux effets secon-daires à long terme. Les systèmes actuels de planification de traitement ne permettent pas de calculer avec précision les doses hors champ, ou n’intègrent pas de modèles de projection du risque spécifi-quement adaptés aux patients pédiatriques.

DOSELIA représente une avancée majeure en radiothérapie pédiatrique en associant une technologie d’intelligence artificielle de pointe à une méthodologie scientifique rigoureuse, afin de protéger les tissus sains et d’améliorer l’état de santé à long terme des jeunes patients atteints de cancer. Le projet développera un nouveau prototype logiciel reposant sur l’IA, capable de fournir rapidement et préci-sément des distributions de dose corps entier. Ce logiciel comprendra des modules d’évaluation des doses issues de l’irradiation thérapeutique (photons et protons) et des procédures d’imagerie (planifi-cation et positionnement), ainsi que des modèles de prédiction du risque de cancers primaires ulté-rieurs. L’étude développera et validera les algorithmes à l’aide d’infrastructures de recherche et de données existantes, notamment celles du projet HARMONIC financé par l’UE.

Les modèles de dosimétrie et de projection du risque s’appuieront sur les connaissances scientifiques les plus récentes issues de la recherche biologique et épidémiologique, ainsi que sur des méthodes statistiques avancées, afin de proposer des évaluations de risque complètes. Appliqué de manière prospective, cet outil pourrait aider les cliniciens à déterminer le plan ou la modalité de traitement op-timal(e), par exemple la stratégie d’irradiation par photons, ou photons versus protons, et à évaluer l’impact des schémas de radiothérapie guidée par l’image. Les outils proposés seront développés en collaboration avec des professionnels de santé, notamment des médecins, des radiothérapeutes-oncologues, des physiciens médicaux et d’autres parties prenantes, afin de garantir leur adéquation aux besoins des utilisateurs et une communication efficace du risque.

Le logiciel DOSELIA est conçu pour faciliter son intégration dans la pratique clinique, afin d’améliorer la prise de décision et la sécurité des patients. Le résultat attendu est une réduction des effets des rayonnements, notamment de l’incidence de tumeurs secondaires dans les tissus sains chez les pa-tients pédiatriques recevant une radiothérapie moderne.