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L' hadronthérapie

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by

Wissam Rouane

on 16 March 2014

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Transcript of L' hadronthérapie

En quoi le développement de la méthode de l'hadronthérapie permettra-t-il de mieux soigner le cancer ?
La chimiothérapie
Le fonctionnement de l'hadronthérapie
L'hadronthérapie (du nom grec "hadron" qui veut dire fort) utilise des ions qui sont soit des protons (hydrogène ayant perdu un électron, H+), soit des ions carbone. Ces ions sont injectés dans un accélérateur circulaire (cyclotron) ou en ligne droite (synchrotron). Les cyclotrons ont pour avantage d'être plus compacts et plus simples, mais ils ne permettent pas de faire varier l'énergie des ions aussi facilement que les synchrotrons. Les ions atteignent ainsi une vitesse de l'ordre de 70 % de la vitesse de la lumière.
L'hadronthérapie comparée à la radiothérapie
La radiothérapie utilise des rayons X (constitués de photons). La probabilité qu'un photon interagisse avec la matière est faible, mais quand une telle interaction a lieu, les photons perdent leur énergie, parfois en totalité. Ainsi, le nombre de photons qui atteignent la cible diminue fortement, mais ceux qui y parviennent ont conservé leur énergie initiale et leur efficacité pour détruire les cellules tumorales cibles. C'est pourquoi de nombreux faisceaux, pénétrant le patient par différents points d'entrée, sont nécessaires pour que la dose maximale soit déposée dans la tumeur. L'hadronthérapie a alors un avantage balistique important car l'utilisation d'ions à la place de photons permet de déposer avec un seul faisceau la dose maximale.
Conclusion
Grâce à cette étude, nous avons découvert
ce que l'hadronthérapie est et que le développement de cette méthode

(
l'hadronthérapie
)
améliore déjà significativement le traitement des cancers.

[
En effet, le premier bénéficiaire de cette méthode a été soigné en novembre 2012, en mars 2013 un total de 108 238 patients atteints d'un cancer ont été traités par hadronthérapie.
]

Dans la partie avant la carte
Cependant, l'hadronthérapie, comme la radiothérapie, possède encore certaines limites et ne permet pas toujours de supprimer toutes les tumeurs. C'est pourquoi d'autres moyens sont aussi utilisés pour soigner le cancer.
Néanmoins, les recherches toujours très actives sur le sujet, permettront d'apporter des solutions à ces problèmes dans le futur.
Quels sont les effets produits par l'hadronthérapie sur les cellules cancéreuses ?
I. Tout d'abord, quels sont les moyens actuels permettant de soigner le cancer ?
La chirurgie
La radiothérapie
La chimiothérapie est une technique visant à détruire les cellules cancéreuses, ou à en empêcher la multiplication dans l'ensemble du corps, à l'aide de substances chimiques. Il s'agit d'un traitement général : les médicaments peuvent être administrés par perfusion, par injection, ou par voie orale, et touchent les cellules cancéreuses mais aussi les cellules saines, ce qui peut provoquer des effets secondaires tels que des nausées, des vomissements, une perte des cheveux, la stérilité, de la fatigue... Ces effets sont variables selon les personnes malades et les médicaments qui leur sont administrés, ils sont temporaires mais souvent difficiles à supporter.
Dans le cas d'un cancer, la chirurgie a plusieurs objectifs :

Tout d'abord, une biopsie peut être réalisée pour analyser un tissu prélevé, dans lequel on recherche une tumeur.
La chirurgie permet également de retirer les cellules cancéreuses lorsque la taille et la forme de la tumeur le permet, et lorsqu'elle n'est pas infiltrante. Lorsqu'il n'est pas possible de la supprimer entièrement, on peut en réduire la taille. Le traitement, qui est local, peut alors être accompagné d'un autre traitement tel que la chimiothérapie, la radiothérapie, l'hormonothérapie ou l'immunothérapie.
Enfin, la chirurgie peut avoir pour but de réparer un organe lésé par un traitement du cancer, comme dans le cas d'une reconstruction mammaire.
Les origines de l'apparition d'un cancer
III. Qu'est-ce-que l'hadronthérapie ? Qu'apporte cette nouvelle technique dans le traitement du cancer ?
II. Qu'est ce que le cancer ? Comment apparaît-il et quelles sont ses conséquences ?
La radiothérapie est une méthode qui permet de détruire les cellules cancéreuses ou de stopper leur développement en utilisant des rayons. Il s'agit d'un traitement local, comme la chirurgie. L'action des rayons en elle-même n'est pas douloureuse mais peut s'accompagner de nombreux effets secondaires, survenant parfois plusieurs semaines après la radiothérapie.
La formation de cellules cancéreuses est souvent provoquée par l'action d'un agent mutagène, qui est capable de modifier le génome humain.
Parmi les facteurs mutagènes, on trouve :

Le développement du cancer
La mutation d'une cellule est généralement sans conséquences, la cellule disparaît parce qu'elle n'est pas viable ou qu'elle est éliminée par le système immunitaire. Cependant, dans certains cas, la mutation confère un avantage à cette cellule qui ne reçoit alors plus les signaux d'apoptose sensés programmer sa mort. Elle se multiplie alors et forme des clones cellulaires porteurs de la mutation. Dans cette population de cellules mutantes, d'autres mutations peuvent intervenir et renforcer l'avantage initial. Ainsi s'opère, au fil des générations cellulaires, une sélection de cellules de plus en plus anormales. La cellule cancéreuse finale est dite immortelle et se multiplie de façon anarchique. Elle a perdu sa fonction originelle et ne répond plus aux signaux de l'organisme. Les clones cellulaires forment une tumeur qui va grossir, passe dans le sang et essaime dans tout l'organisme sous forme de métastases. Une tumeur trop grosse réduit considérablement la fonction de l'organe où elle est située, ce qui peut conduire à la mort du malade.
La p53
Le gène p53 est l'un des plus importants suppresseurs de tumeur. Il code la protéine p53 qui régule des fonctions cellulaires importantes, dont la mort programmée de la cellule.
c'est donc la p53 qui fait apparaître les signaux d'apoptose de la cellule cancéreuse.
Ce gène est muté et perd ainsi sa fonction dans près de la moitié des cas de cancers humains. Il est localisé sur le bras court du chromosome humain 7 et code pour une protéine constituée de 393 acides aminés, la p53. L'inactivation de p53 par le changement d'un seul de ses acides aminés contribue à une prédisposition à l'apparition de tumeurs. La p53 n'agit pas seule. La réponse cellulaire à un dommage de l'ADN nécessite l'intervention de la protéine kinase ATM pour permettre à Mdm2
de jouer son rôle en tant que protéine qui est de
réguler positivement ou négativement la protéine p53.
La vitesse acquise permet aux ions d'emmagasiner suffisament d'énergie cinétique pour atteindre les cellules cancéreuses visées. Les ions, chargés positivement, interagissent avec les électrons, mais ces interactions sont peu intenses du fait que les ions sont très rapides. Grâce à cela, les ions perdent moins d'énergie. En effet, plus les ions sont lents, plus ils interagissent et perdent de l'énergie et plus ils ralentissent. Cela explique la grande importance de l'énergie cinétique qui doit être assez élevée pour empêcher ces interactions.
La formation d'une protéine
Un faisceau d'ions pénètre dans la tumeur cible. L'énergie cinétique transférée aux ions peut être ajustée de façon à ce qu'elle soit maximale au niveau de la tumeur. L’endroit ainsi visé est appelé le « pic de Bragg », et peut être localisé par ordinateur.
1. La transcription

La formation d'une protéine est due à l'expression d'un gène. Celle-ci commence, dans le noyau de la cellule, par la transcription d'un brin d'ADN en ARN pré-messager : l'ADN polymérase assemble les nucléotides du gène à exprimer avec ceux de l'ARN pré-messager par complémentarité (A avec T, U avec A et G avec C).
La chaîne de codons ainsi formée se dirige vers le cytoplasme où le brin d'ARN pré-messager subit un épissage qui sélectionne uniquement les séquences codantes appelées exons, et les rassemblent entre elles pour créer un ARN messager. La fabrication des ARN messagers dépend des protéines dont le corps a besoin : il fabrique les ARN donnant les protéines dont il a besoin sur le moment.

2. La traduction

Dans le cytoplasme, des acides aminés sont assemblés en une protéine suivant le message génétique porté par l'ARN messager. Le ribosome traduit chaque codon (composé de 3 nucléotides) par l'acide aminé qui lui correspond. La traduction est la dernière étape permettant de former une protéine.

Quel est le lien avec le cancer ?

Si des mutations apparaissent sur un gène lors de la réplication de l'ADN et ne sont pas réparées, cela peut conduire à la synthèse d'une protéine aux acides aminés différents, voire à l'absence de synthèse de protéine, perturbant ainsi le fonctionnement de l'organisme. Or, certaines protéines, telle que la p53, jouent un rôle très important dans la réparation de cellules mutées et potentiellement cancéreuses.
Lorsque les ions atteignent les cellules cancéreuses, deux actions sont alors possibles :

Une réaction de fission nucléaire a lieu : un ion carbone ou un proton, grâce à l'énergie qui lui est transférée, provoque la fragmentation d’un noyau cible qui se divise alors en deux noyaux fils. Des particules secondaires sont également émises, il s'agit de photons, de protons, de neutrons et d'isotopes radioactifs.

Voici la courbe de rendement en profondeur dans le corps des photons, des protons et des ions carbone. Ce schéma montre de façon évidente la précision obtenue par l'hadronthérapie.
www.cnrs.fr

Le rayonnement d'un ion carbone ou d'un proton ionise les molécules d’ADN d'une cellule cancéreuse, qui tente à son tour de capturer les électrons des molécules voisines, les rendant ainsi très instables. Celles-ci vont alors se fragmenter.
Ensuite, cette ionisation entraîne la création de radicaux libres qui endommageront les cellules.
Le premier bénéficiaire de cette méthode a été soigné en novembre 2012, en mars 2013 un total de 108 238 patients atteints d'un cancer ont été traités par hadronthérapie. En effet, dans le monde, de nombreux centres d'hadronthérapie sont déjà ouverts. Il en existe deux en Allemagne, un en Italie et cinq au Japon qui sont déjà opérationnels, excepté l'un d'entre eux, en construction et dont l'inauguration aura lieu en 2015. L'Autriche compte également un autre établissement qui ouvrira ses portes en 2015. Pour finir, deux centres ont prévu leur ouverture en France, dont un en 2018 à Lyon, et un second, qui ouvrira en 2015 à Caen.
1/2
2/2
Que se passe-t-il lors d'une séance d'hadronthérapie ?
Un premier effet direct des ions sur les cellules cancéreuses
Carte des différents centres d'hadronthérapie dans le monde
Un second effet direct des ions sur les cellules cancéreuses
l'alcool,
des substances chimiques tels que des pesticides,
des virus,
une prédisposition génétique.
le tabac,
la pollution atmosphérique,
l'amiante,
les médicaments,
les UV,
Schéma représentant
une tumeur et
ses composants.
www.cnrs.fr
Année 2013/2014
HINZELIN Fanny
ROUANE Wissam
Série Scientifique

1/2
2/2
Proposition ccl
2nd § :
En effet, nous avons vu que l'utilisation d'ions ou de protons est plus avantageuse pour traiter le cancer, ils permettent de détruire. De plus, comme ces faisceaux sont envoyés au Pic de Bragg, les effets secondaires sont très réduits car ils n'atteignent pas ou très peu les cellules saines alentour.
la fin de l'autre ccl


L'hadronthérapie dans le monde

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