Head & neck and prostate radiotherapy: repopulation effect

Abstract

Radiotherapy is an essential element in the treatment of head, neck, and prostate cancers. It uses radiation to destroy cancer cells, exploiting their inability to repair the damage caused by the radiation compared with normal cells. However, the repopulation of cancer cells during treatment intervals can influence the effectiveness of radiotherapy. This complex phenomenon raises crucial questions about alternative fractionation and its impact on tumor control probability (TCP). This dissertation explores the effect of repopulation on TCP in the context of ENT (ear, nose, and throat) and prostate cancers, focusing on theoretical models and clinical results. Through four detailed chapters, we will examine the fundamentals of clinical radiobiology, mathematical models of TCP, and the impact of cell repopulation on treatment efficacy. By addressing these themes, this work aims to contribute to a better understanding of the dynamics of tumor repopulation and to pave the way for more effective treatment strategies, personalised for each patient ============================================================================================= La radiothérapie est une tchnique essentiel dans le traitement des cancers de la tête, du cou et de la prostate. Elle utilise des radiations pour détruire les cellules cancéreuses, en exploitant leur incapacité à réparer les dommages causés par ces radiations par rapport aux cellules normales. Cependant, la repopulation des cellules cancéreuses pendant les intervalles de traitement peut influencer l'efficacité de la radiothérapie. Ce phénomène complexe soulève des questions cruciales sur le fractionnement alternatif et son impact sur la probabilité de contrôle tumoral (TCP). Ce mémoire explore l'effet de la repopulation sur la TCP dans le contexte des cancers ORL (oto-rhino-laryngologiques) et de la prostate, en se concentrant sur les modèles théoriques et les résultats cliniques. À travers quatre chapitres détaillés, nous examinerons les principes fondamentaux de la radiobiologie clinique, les modèles mathématiques de la TCP, et l'impact de la repopulation cellulaire sur l'efficacité du traitement. En abordant ces thèmes, ce travail vise à contribuer à une meilleure compréhension de la dynamique de la repopulation tumorale et à ouvrir la voie à des stratégies de traitement plus efficaces, personnalisées pour chaque patient