Published November 15, 2016 | Version v1
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Radiation therapies applied to glioblastoma: proton MR spectroscopy and diffusion MR imaging monitoring to predict tumor response to interstitial photodynamic therapy

Description

The limitations encountered today in the treatment of glioblastoma (GBM) involve the quality of the resection on which depends prognosis and the lack of local control of the tumor, knowing that relapses occur in 80% of cases in the radiotherapy target tumor volume. In this context, interstitial photodynamic therapy (iPDT) is a promising additional tool that would allow to improve local control of the tumor. The first part of this thesis focused on the longitudinal follow-up by Magnetic Resonance Imaging (MRI) of the post-iPDT tumor response in a nude rat model of orthotopic xenograft of human GBM cell line. MRI and Magnetic Resonance Spectroscopy (MRS) monitoring provided early indicators of the effectiveness of treatment, for discriminate from one day post-IPDT non-responders from responders animals. However, one of the limitations of PDT remains the low penetration of visible light used to activate the photosensitizer and induce reactions of photo-oxidation. This is why the second part of this research focused on the evaluation of a new concept called 'PDTX' for coupling the photodynamic effect with radiotherapy effect for a photodynamic radiotherapy, playing especially on the complementarity of reactive species of oxygen generated and RX-induced effects. For this, we validated the interest of an AGuIXR-type hybrid nanoparticle composed of terbium and porphyrin, terbium being the scintillator capable of being excited by X-rays and emits photons at an appropriate wavelength in order to activate the photosensitizer. The energy transfer FRET (Foerster Resonance Energy Transfer) between terbium and porphyrin was highlighted. In vitro results demonstrate the therapeutic potential of this new nano-object at low-energy. (author)

Abstract (French)

Les limitations rencontrees aujourd'hui dans le traitement du glioblastome (GBM) concernent notamment la qualite de l'exerese dont depend le pronostic et le manque de controle local de la croissance tumorale, sachant que les recidives apparaissent dans plus de 80% des cas dans le volume cible de radiotherapie. Dans ce contexte, la therapie photodynamique intersitielle (iPDT) se presente comme un outil complementaire prometteur qui permettrait d'ameliorer le controle local de la tumeur. La premiere partie de ce travail de these a porte sur le suivi longitudinal par Imagerie par Resonance Magnetique (IRM) de la reponse tumorale post-iPDT sur un modele de rat nude xenogreffe en orthotopique par un modele de GBM humain. Le suivi par IRM et Spectroscopie par Resonance Magnetique (SRM) a fourni des indicateurs precoces de l'efficacite du traitement, permettant de discriminer des un jour post-iPDT les animaux repondeurs des non-repondeurs. Cependant, une des limitations de la PDT, demeure la faible profondeur de penetration de la lumiere visible utilisee pour activer le photosensibilisateur et induire les reactions de photo-oxydations. La seconde partie de ce travail a porte sur l'evaluation d'un nouveau concept appele 'PDTX' permettant de coupler l'effet photodynamique a celui de la radiotherapie pour une radiotherapie photodynamique, en jouant notamment sur la complementarite des especes reactives de l'oxygene generees et des effets RX-induits. Pour cela, nous avons valide l'interet d'une nanoparticule hybride de type AGuIXR composee de terbium et de porphyrine, le terbium etant le scintillateur capable d'etre excite par les rayons X et d'emettre des photons a une longueur d'onde appropriee pour activer le photosensibilisateur. Le transfert d'energie par FRET (Foerster Resonance Energy Transfer) entre le terbium et la porphyrine a ete mis en exergue. Les resultats in vitro demontrent le potentiel therapeutique de ce nouveau nano-objet a basse energie. (auteur)

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Original title (French)
Therapies par rayonnements appliquees au cas du glioblastome: Interet du suivi par spectroscopie et imagerie de diffusion par resonance magnetique. Vers une therapie bimodale

Publishing Information

Imprint Pagination
227 p.
Report number
FRNC-TH--13217

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Notes
227 refs.; Available from the INIS Liaison Officer for France, see the INIS website for current contact and E-mail addresses