L’équipe PRISME est formée de physiciens, biochimistes, biologistes et radiothérapeutes. Nous sommes spécialisés dans des recherches pluridisciplinaires visant à développer, optimiser et contrôler les radiothérapies innovantes, qu’il s’agisse de l’hadronthérapie ou de thérapies faisant usage d’éléments radioactifs émetteurs d’ions ou de nanoparticules. Ces radiothérapies ont pour objectif d’améliorer le traitement de certain cancer en augmentant l’effet des radiations ionisantes dans la tumeur tout en minimisant leurs effets néfastes sur les tissus sains.

Notre approche multidisciplinaire vise à quantifier, comprendre et prédire l’effet des rayonnements ionisants sur le vivant depuis des processus induits à des temps extrêmement courts (attoseconde) à de petites échelles (noyau atomique) jusqu’aux conséquences à long terme (années) à l’échelle du patient.
Nous concevons et réalisons donc des expériences d’irradiation sur des cibles allant de la molécule ou la cellule aux petits animaux, en passant par des prélèvements issus de patients (tumeur, sang). Ces expériences nourrissent une partie importante de nos activité qui consiste à modéliser les effets des rayonnements sur le vivant.

Une des techniques innovantes de radiothérapie est l’hadronthérapie, constitue à envoyer
un faisceau d’ions sur les tumeurs pour les détruire. Nous travaillons, notamment à l’aide de simulations, de traitement des données et de prédictions, à améliorer ces systèmes en ayant un contrôle en ligne sur l’irradiation grâce à des détecteurs dédiés. Ces outils ont également des applications en imagerie.

Les activités se décomposent en trois axes de recherche:

L’axe 1 vise à développer des simulations et des détecteurs pour contrôler l’irradiation du patient en détectant les particules émises lors d’un traitement par hadronthérapie. Ces développements offrent également des perspectives d’application dans le domaine de l’imagerie de diagnostic.

L’axe 2 ce concentre sur le développement des modèles et des simulations multi-échelles pour décrire et prédire les processus physiques, chimiques et biologiques induits par irradiation. Il élabore également des moyens d’irradiation et de contrôle dosimétrique pour la mesure des effets radiobiologiques.

L’axe 3 quantifie par l’expérience les effets induits par les irradiations avec des systèmes moléculaires, cellulaires, multicellulaires, in-vitro ou in-vivo. Il s’intéresse aux spécificités des radiothérapies innovantes et à la personnalisation des soins.

Publications HAL


2022

Journal articles

Yasmine Ali, Caterina Monini, Etienne Russeil, Jean Michel Létang, Etienne Testa, et al.. Estimate of the Biological Dose in Hadrontherapy Using GATE. Cancers, MDPI, 2022, 14 (7), pp.1667. ⟨10.3390/cancers14071667⟩. ⟨hal-03622514⟩

Hassan Abdoul-Carime, Guillaume Thiam, Franck Rabilloud, Florence Charlieux, Janina Kopyra. Chemistry in Acetonitrile–Water Films Induced by Slow (<15 eV) Electrons: Application to the Earth and Space Chemistry. ACS Earth and Space Chemistry, ACS, 2022, acsearthspacechem.2c00024. ⟨10.1021/acsearthspacechem.2c00024⟩. ⟨hal-03620854⟩

Magdalena Garbacz, Jan Gajewski, Marco Durante, Kamil Kisielewicz, Nils Krah, et al.. Quantification of biological range uncertainties in patients treated at the Krakow proton therapy centre. RADIATION ONCOLOGY, 2022, 17 (1), pp.50. ⟨10.1186/s13014-022-02022-5⟩. ⟨hal-03615439⟩

Pierre Philouze, Arnaud Gauthier, Alexandra Lauret, Céline Malésys, Giovanna Muggiolu, et al.. CD44, gamma-H2AX, and p-ATM Expressions in Short-Term Ex Vivo Culture of Tumour Slices Predict the Treatment Response in Patients with Oral Squamous Cell Carcinoma. International Journal of Molecular Sciences, MDPI, 2022, 23 (2), ⟨10.3390/ijms23020877⟩. ⟨hal-03599302⟩

Paul Rocchi, Delphine Brichart-Vernos, François Lux, I. Morfin, Laurent David, et al.. A New Generation of Ultrasmall Nanoparticles Inducing Sensitization to Irradiation and Copper Depletion to Overcome Radioresistant and Invasive Cancers. Pharmaceutics, MDPI, 2022, 14 (4), pp.814. ⟨10.3390/pharmaceutics14040814⟩. ⟨hal-03662053⟩

https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-03662053/file/pharmaceutics-14-00814.pdf

Carmen Villagrasa, Hans Rabus, Giorgio Baiocco, Yann Perrot, Alessio Parisi, et al.. Intercomparison of micro- and nanodosimetry Monte Carlo simulations: An approach to assess the influence of different cross-sections for low-energy electrons on the dispersion of results. Radiation Measurements, Elsevier, 2022, 150, pp.106675. ⟨10.1016/j.radmeas.2021.106675⟩. ⟨hal-03508915⟩

https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-03508915/file/0000172241_003.PDF

Yasmine Ali, Lucas Auzel, Caterina Monini, Kateryna Kriachok, Jean Michel Létang, et al.. Monte Carlo simulations of nanodosimetry and radiolytic species production for monoenergetic proton and electron beams. Benchmarking of GEANT4‐DNA and LPCHEM codes. Medical Physics, American Association of Physicists in Medicine, In press, ⟨10.1002/mp.15609⟩. ⟨hal-03622534⟩

George Dedes, Jannis Dickmann, Valentina Giacometti, Simon Rit, Nils Krah, et al.. The role of Monte Carlo simulation in understanding the performance of proton computed tomography. Zeitschrift fur Medizinische Physik, Elsevier, 2022, 32, pp.23-38. ⟨10.1016/j.zemedi.2020.06.006⟩. ⟨hal-02920133⟩

https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-02920133/file/pCT_MC_reviewPaper_ZMedPhys.pdf

Preprints, Working Papers, ...

Nils Krah, Denis Dauvergne, Jean Michel Létang, Simon Rit, Étienne Testa. Relative stopping power precision in time-of-flight proton CT. 2022. ⟨hal-03519030⟩ https://arxiv.org/pdf/2112.11575

2021

Journal articles

Elodie Courtois, Wafa Bouleftour, Jean-Baptiste Guy, Safa Louati, René-Jean Bensadoun, et al.. Mechanisms of PhotoBioModulation (PBM) focused on oral mucositis prevention and treatment: a scoping review. BMC Oral Health, BioMed Central, 2021, 21 (1), ⟨10.1186/s12903-021-01574-4⟩. ⟨hal-03326520⟩

https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-03326520/file/s12903-021-01574-4.pdf

Magdalena Garbacz, Francesco Giuseppe Cordoni, Marco Durante, Jan Gajewski, Kamil Kisielewicz, et al.. Study of relationship between dose, LET and the risk of brain necrosis after proton therapy for skull base tumors. Radiotherapy and Oncology, Elsevier, 2021, 163, pp.143-149. ⟨10.1016/j.radonc.2021.08.015⟩. ⟨hal-03346790⟩

Anne-Sophie Wozny, Arnaud Gauthier, Gersende Alphonse, Céline Malésys, Virginie Varoclier, et al.. Involvement of HIF-1α in the Detection, Signaling, and Repair of DNA Double-Strand Breaks after Photon and Carbon-Ion Irradiation. Cancers, MDPI, 2021, 13 (15), pp.3833. ⟨10.3390/cancers13153833⟩. ⟨hal-03326508⟩

https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-03326508/file/cancers-13-03833-v2.pdf

Jean-Baptiste Guy, Sophie Espenel, Safa Louati, Arnaud Gauthier, Max-Adrien Garcia, et al.. Combining radiation to EGFR and Bcl-2 blockade: a new approach to target cancer stem cells in head and neck squamous cell carcinoma. Journal of Cancer Research and Clinical Oncology, Springer Verlag, 2021, 147 (7), pp.1905-1916. ⟨10.1007/s00432-021-03593-8⟩. ⟨hal-03258241⟩

Jayde Livingstone, Denis Dauvergne, A. Etxebeste, Mattia Fontana, Marie-Laure Gallin-Martel, et al.. Influence of sub-nanosecond time of flight resolution for online range verification in proton therapy using the line-cone reconstruction in Compton imaging. Physics in Medicine and Biology, IOP Publishing, 2021, 66, pp.125012. ⟨10.1088/1361-6560/ac03cb⟩. ⟨hal-03257804⟩

https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-03257804/file/Livingstone%2Bet%2Bal_2021_Phys._Med._Biol._10.1088_1361-6560_ac03cb.pdf

Franck Rabilloud, Janina Kopyra, Hassan Abdoul-Carime. Fragmentation of Nickel(II) and Cobalt(II) Bis(acetylacetonate) Complexes Induced by Slow (<10 eV) Electrons. Inorganic Chemistry, American Chemical Society, 2021, 60 (11), pp.8154-8163. ⟨10.1021/acs.inorgchem.1c00795⟩. ⟨hal-03281474⟩

H. Rabus, W.B. Li, C. Villagrasa, J. Schuemann, P.A. Hepperle, et al.. Intercomparison of Monte Carlo calculated dose enhancement ratios for gold nanoparticles irradiated by X-rays: Assessing the uncertainty and correct methodology for extended beams. Physica Medica, Elsevier, 2021, 84, pp.241-253. ⟨10.1016/j.ejmp.2021.03.005⟩. ⟨hal-03257934⟩

https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-03257934/file/1-s2.0-S1120179721001216-main.pdf

M.-L. Gallin-Martel, S. Curtoni, S. Marcatili, L. Abbassi, A. Bes, et al.. X-ray beam induced current analysis of CVD diamond detectors in the perspective of a beam tagging hodoscope development for hadrontherapy on-line monitoring. Diamond and Related Materials, Elsevier, 2021, 112, pp.108236. ⟨10.1016/j.diamond.2020.108236⟩. ⟨hal-03150914⟩

Verónica Belén Tessaro, Benoit Gervais, Floriane Poignant, Michael Beuve, Mariel Elisa Galassi. Monte Carlo transport of swift protons and light ions in water: The influence of excitation cross sections, relativistic effects, and Auger electron emission in w-values. Phys.Medica, 2021, 88, pp.71-85. ⟨10.1016/j.ejmp.2021.06.006⟩. ⟨hal-03335777⟩

Ricardo Ramos, Floriane Poignant, Chen-Hui Chan, A. Ipatov, B. Gervais, et al.. Low-energy electron transport in gold: mesoscopic potential calculation and its impact on electron emission yields. Eur.Phys.J.Plus, 2021, 136 (3), pp.345. ⟨10.1140/epjp/s13360-021-01318-x⟩. ⟨hal-03186180⟩

https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-03186180/file/EPJP-136_2021-344_preprint.pdf

Nicolas Magné, Igor Latorzeff. Oligometastatic renal cell carcinoma: radiotherapy as a new standard of care?. Lancet Oncology, 2021, 22 (12), pp.1644-1645. ⟨10.1016/s1470-2045(21)00665-3⟩. ⟨hal-03507607⟩