Radiobiologie avec des paquets d’électrons accélérés par laser
L’effet FLASH en radiothérapie est le fait que la radiotoxicité pour les tissus sains est réduite en délivrant une dose de rayonnement thérapeutique tuant les cellules cancéreuses en flashs très courts et intenses, c’est-à-dire à un débit de dose beaucoup plus élevé (~100 Gy/s) que les protocoles de traitement conventionnels (~1 Gy/min). Afin de tirer le meilleur parti de cet effet bénéfique dans les futurs traitements de radiothérapie, les mécanismes sous-jacents des dommages causés par les rayonnements doivent être élucidés. Les particules accélérées par laser sont des outils idéaux pour cette recherche explorant l’effet des conditions d’irradiation extrêmes sur la matière vivante, car leur courte durée d’impulsion (fs-ps) permet d’atteindre des débits de dose crêtes extrêmement élevés, jusqu’à 1011 Gy/s. Cependant, les études radiobiologiques imposent des exigences strictes en matière de stabilité et de reproductibilité des sources de particules, qui ne sont pas encore faciles à satisfaire.
Nous avons récemment exploré l’utilisation de la source d’électrons laser-plasma kHz dans la « Salle Noire » du LOA pour des études de radiobiologie. Lors de la première caractérisation dosimétrique de ce type de source, nous avons constaté une bonne stabilité spatiale de la dose délivrée (voir figure 1.b) et un débit de dose moyen plus élevé que celui qui pourrait être obtenu avec des accélérateurs laser-plasma de 10 Hz plus conventionnels. Nos essais de survie in-vitro (voir Figure 1.c) sur des cellules cancéreuses colorectales (HCT116) confirment la robustesse du protocole de dosimétrie et ouvrent la voie à de futures études innovantes de radiobiologie avec cette source.
