A new application of microbeam radiation therapy (MRT) on the treatment of epilepsy and brain disorders

Orateur : Erminia FARDONE (ESRF)

Microbeam radiation therapy (MRT) is a form of radiosurgery which delivers high doses of spatially fractionated X-rays generated by a synchrotron. Normal tissues show very high resistance to radiation doses in the hectogray range delivered by MRT. Until now, MRT has been applied for the management of brain tumors in animal models but other central nervous system pathologies, such as epilepsy, might be potentially treated with this technique. In this Thesis we used microplanar beams to transect the rat cortex and hippocampus. Cortical transections were performed on the sensory motor cortex of healthy and epileptic rats. No neurological deficit was observed in healthy animals. Following transections, convulsive seizure duration was markedly reduced in epileptic animals. Microbeam hippocampal transections were performed in healthy rats without inducing significant behavioral impairment. Also the neurogenesis does not seem to be impaired by MRT as conventional brain radiotherapy. This Thesis shows that submillimetric transections might become a powerful tool for the treatment of functional brain disorders. Nouvelle application de la radiothérapie par microfaisceaux (MRT) pour le traitement de l’épilepsie et des troubles cérébraux. La radiothérapie par microfaisceaux (MRT) est une forme de radio-chirurgie basée sur l’utilisation de hautes doses de rayons X, fractionnés dans l’espace, générés par un synchrotron. La capacité des tissus sains à résister à plusieurs centaines de Gray, a rendu possible l’évaluation de la MRT dans le traitement de tumeurs cérébrales sur des modèles animaux. D’autres applications de cette technique, notamment pour le traitement de pathologies du système nerveux central comme l’épilepsie, sont envisagées. Dans cette thèse, les microfaisceaux ont été utilisés pour effectuer des transsections dans les structures de l’hippocampe et du cortex de rats. Les transsections corticales ont été effectuées au niveau du cortex sensoriel moteur chez des rats sains et épileptiques. Dans le cas des animaux sains, le traitement par microfaisceaux s’est révélé être sans incidence neurologique alors qu’une baisse de la durée des crises de convulsion a été observée chez les animaux épileptiques. Au niveau de l’hippocampe, les transsections par microfaisceaux ont été pratiquées sur des rats sains, et comparées à un traitement de radiothérapie conventionnelle. Consécutivement au traitement par microfaisceaux de l’hippocampe aucun trouble du comportement n’a été observé. La conservation de l’intégrité neurologique et de la neurogénèse lors d’un traitement par MRT observé durant cette thèse, tend à prouver que l’utilisation de transsections submillimétriques pourrait devenir un outil puissant dans la prise en charge des troubles fonctionnels cérébraux.

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