Évaluer l'impact des rayonnements à faibles doses sur le coeur

Nous ne nous en rendons pas toujours compte, mais notre organisme est constamment soumis aux rayonnements. Ce phénomène est appelé l'exposition naturelle'. Au cours de leur vie, les Européens sont soumis à une moyenne de 2 400 µSv (microsieverts) chaque année. Près de 80 % de ces rayonnements sont naturels, et ont un faible impact sur notre état de santé. D'autres, comme ceux émis par les téléphones portables, ont fait l'objet de nombreux débats depuis des années, étant donné que leur utilisation augmenterait le risque de cancer.

D'autres sources non naturelles de rayonnements incluent le fait de travailler dans des centrales nucléaires, l'imagerie médicale et les technologies de radiothérapies. Bien qu'ils soient essentiels pour établir un diagnostic ou traitement, les rayons X et les scanners de tomodensitométrie doivent être utilisés avec parcimonie. Chaque fois que l'organisme d'un patient est scanné pour détecter une fracture ou une tumeur, dans le cas d'un traitement oncologique, ou est soumis à des rayonnements, ces derniers peuvent avoir différents impacts sur la santé.

Mais que savons-nous réellement de ces impacts? Les experts s'accordent que le risque réel des rayonnements pour les différentes parties du corps humain varie. Les rayonnements à fortes doses peuvent provoquer le cancer, toutefois, la recherche dans le cadre des maladies cardiaques induites par les rayonnements ionisants (RIHD, pour Radiation-induced heart disease) a gagné en importance.

Le projet PROCARDIO (Cardiovascular risk from exposure to low-dose and low-dose-rate ionising radiation), financé par l'UE, qui impliquait des partenaires d'Europe, des États-Unis et du Japon, contribuera grandement pour comprendre l'impact des rayonnements ionisants sur le coeur humain. PROCARDIO est également unique dans le sens où, contrairement aux recherches antérieures, il implique des chercheurs qui ont décidé d'examiner l'exposition à faibles doses tout en remettant en question les préconceptions et en clarifiant les résultats contradictoires.

Le prof. Mike Atkinson, directeur de l'Institut de biologie de rayonnement en Allemagne et coordinateur de PROCARDIO, nous a partagé les résultats de son équipe jusqu'à présent.

Quels sont les principaux objectifs du projet?

Le prof. Mike Atkinson: PROCARDIO a été conçu pour aborder un problème spécifique dans la protection contre les rayonnements. Nous savons que des doses très élevées de radiation, généralement celles reçues pour le traitement d'un cancer ou provenant d'une détonation de bombe atomique, sont préjudiciables pour le coeur humain. Notre préoccupation est que les doses plus faibles, comme celles relatives à un environnement de travail en centrale nucléaire ou le diagnostic à partir d'imagerie médicale comme les scans CT, peuvent également porter atteinte au coeur. Si cela est vrai, nous avons besoin de modifier les pratiques cliniques et les seuils d'exposition sur les lieux de travail pour proposer une protection appropriée.

Malheureusement, les preuves épidémiologiques d'un effet sur le coeur à de faibles doses offrent des résultats contradictoires. Une raison importante de cela est le manque de consensus concernant la manière dont ces faibles doses sont prévues. En effet, cela se fonde sur l'extrapolation des preuves compilées à des doses élevées où les effets sont faciles à identifier. Bien qu'il est vrai que les effets diminuent conformément aux doses réduites, il serait également vrai qu'il existe une limite au-dessous de laquelle il n'y aurait aucun dégât, ou même que les doses plus faibles pourraient être plus dangereuses que prévu par rapport à la réponse à une dose linéaire. Ce n'est qu'en comprenant les mécanismes biologiques de l'action des radiations sur le coeur que nous pourrons établir le rapport dose-effet correct nécessaire pour extrapoler les effets des faibles doses.

Qu'est-ce qui est nouveau ou innovant en ce qui concerne le projet?

Notre compréhension des effets cardiovasculaires du rayonnement est très influencée par l'expérience d'observations réalisées à des doses très élevées, presque fatales. Dans ce cas, les lésions au niveau des tissus et la mort cellulaire prédominent, ce qui entraîne une insuffisance cardiaque en raison de la destruction des fonctions vitales ou des réponses inflammatoires importantes aux lésions.

Dans le cadre de PROCARDIO, nous avons écarté ces préconceptions et avons démarré à partir de rien, sans faire d'hypothèse sur les mécanismes responsables du fonctionnement à faible dose. Nous avons formulé un nombre de nouvelles hypothèses pour expliquer les effets des radiations à faibles doses, les taux de doses réduites (exposition grave ou chronique), les effets des qualités de rayonnement différent (les photons et les ions lourds) et les différents types de cellules directement et indirectement impliqués dans la réponse aux rayonnements. Parallèlement, nous nous sommes associés à une étude épidémiologique financée par l'UE sur les survivants d'un cancer pendant l'enfance. Cela nous a permis de rassembler de nouvelles données épidémiologiques sur les effets à long terme de la radiothérapie cancéreuse et d'utiliser ces données pour tester nos hypothèses.

Quelles étaient les principales difficultés auxquelles vous avez été confronté et comment les avez-vous résolues?

La diversité des activités impliquait que nous avions à assembler une équipe de recherche interdisciplinaire, dont nombre des membres n'avaient aucune expérience en recherche cardiovasculaire. Cela a été résolu en recrutant un comité de consultance scientifique international dirigé par un cardiologue en chef aux États-Unis. Une deuxième difficulté était le manque d'installations expérimentales pour l'étude des effets chroniques des rayonnements. Nous avons donc formé une alliance stratégique avec l'institut de sciences environnementales, Rokkasho, Japon, dans l'une des premières collaborations Japon-Europe dans la recherche sur les rayonnements. Notre plan comprenait un projet-frère (CEREBRAD) pour étudier les risques provenant de l'exposition aux rayonnements sur le cerveau. Associer ces deux grands projets était une énorme gageure, mais nous avons travaillé avec acharnement pour maintenir et développer des liens entre les deux projets, y compris la gestion de sessions scientifiques communes, l'organisation d'activités de formation et d'enseignement et le partage de technologies et de résultats. Nous sommes tous très fiers que ces deux projets se soient développés ensemble, ce qui indique un potentiel inattendu de fertilisation croisée.

Êtes-vous satisfait des résultats du projet jusqu'à présent?

Bien qu'il soit trop tôt pour considérer tous les résultats du projet, nous avons déjà effectué un nombre de progrès scientifiques intéressants grâce à PROCARDIO. Ces derniers ont changé la manière dont les effets cardiovasculaires des rayonnements sont considérés. Par exemple, nous avons montré que deux types de cellules sont affectés par les faibles doses de rayonnement, à savoir les cellules de l'endothélium vasculaire (les cellules des parois des vaisseaux sanguins) et les cardiomyocytes (les cellules du myocarde contractiles). Un autre impact immédiat des travaux est l'identification du rôle des mitochondries (les structures cellulaires productrices d'énergie) comme le site de lésions. Nos activités biomathématiques ont produit une série de modèles mathématiques qui seront utilisés pour tester la forme de la courbe dose-effet lorsque nos efforts épidémiologiques seront achevés.

Quels sont les prochaines étapes pour le projet et après sa clôture?

Un financement national a déjà été accordé aux membres du consortium pour poursuivre les travaux de PROCARDIO. Nous avons déjà commencé à reformulé de nouvelles hypothèses pour remplacer celles que nous avons écarté grâce à nos travaux, permettant ainsi d'élargir nos connaissances sur les effets des rayonnements.

Quand pensez-vous que vos patients commenceront à tirer profit de votre recherche?

Nous pouvons déjà observer l'impact de nos travaux; les parties prenantes et les praticiens médicaux ont été ciblés spécifiquement pour qu'ils soient informés des risques de santé à long terme même d'expositions de rayonnements à faibles doses au coeur. Ces nouvelles connaissances sur ces risques pour le coeur sont examinées dans la planification thérapeutique et les activités d'imagerie, où le coeur est désormais protégé de toute exposition autant que possible. Nous observons une transition au niveau de la perception de la communauté de protection radiologique, où le coeur n'est plus considéré comme un organe résistant aux rayonnements, suffisamment protégé par la législation conçue pour la protection contre le cancer.