Lésions radio-induites : les étapes à franchir pour utiliser les vésicules extracellulaires en thérapeutique

Introduction
L’efficacité des vésicules extracellulaires (exosomes) pour la réparation des lésions radio-induites est démontrée par de nombreux travaux de recherche.
Les exosomes sont des vésicules de 30 à 100 nm déversées par une cellule dans son environnement. Voici comment elles se forment.
Radia Tamarat, experte en radiopathologie à l’IRSN. - © Collection privée

L’efficacité des vésicules extracellulaires (exosomes) pour la réparation des lésions radio-induites est démontrée par de nombreux travaux de recherche. Ces vésicules de très petite taille – environ 100 nanomètres – sont des messagers intercellulaires qui permettent la revascularisation d’un tissu irradié et stimule la cicatrisation. Leur utilisation est envisagée pour des complications de radiothérapie – intestinale, cutanée… – ou en cas d’accident nucléaire de grande ampleur. Quelles sont les étapes à franchir afin qu’elles soient utilisées comme traitement chez l’homme ? Cinq à dix années sont encore nécessaires.
Des études précliniques doivent préciser leur efficacité chez l’animal et démontrer leur innocuité. Des essais sont en cours à l’hôpital Marie-Lannelongue, au Plessis-Robinson (Hauts-de-Seine), sur un modèle de lésions radio-induites chez l’animal (cochon). Des essais devront être menés pour élaborer différentes formulations – gel, solution injectable lyophilisée… – adaptées aux différents types de lésions. L’objectif est aussi de disposer de biobanques pour le traitement d’un grand nombre de victimes en cas d’accident d’ampleur.
Le challenge reste la standardisation de la production de ces vésicules à grande échelle.

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Quel est l’impact sanitaire de la radioactivité découverte sur la plage de Trébézy ?

Introduction
Les sables radioactifs de la plage de Trébézy, à Saint-Nazaire, en Loire-Atlantique, ne soulèvent pas d’enjeu sanitaire et ne nécessitent pas de mesures particulières de radioprotection. Voilà les conclusions des experts de l’IRSN en matière de surveillance de l’environnement et de radioprotection de la population à l’issue d’une campagne d’investigation.
Sur la plage de Trébézy, à Saint-Nazaire (Loire-Atlantique), des prélèvements sont réalisés par l’association Vert Pays Blanc et Noir (VPBN). L'Institut mène une étude pour caractériser l'anomalie radiologique et comprendre son origine. - © IRSN

Les sables radioactifs de la plage de Trébézy, à Saint-Nazaire, en Loire-Atlantique, ne soulèvent pas d’enjeu sanitaire et ne nécessitent pas de mesures particulières de radioprotection. Voilà les conclusions des experts de l’IRSN en matière de surveillance de l’environnement et de radioprotection de la population à l’issue d’une campagne d’investigation.
De quoi s’agit-il ? Située à l’embouchure de la Loire, cette plage a une particularité : à certains endroits, les sables revêtent une couleur lie-de-vin sombre qui contraste avec la couleur ocre, plus claire, des autres sables. En mai 2023, l’IRSN décide d’entreprendre une première étude et produit une cartographie illustrant la variation en surface de l’intensité du rayonnement émis. Les analyses montrent que les sables sombres contiennent davantage d’uranium et de thorium, deux éléments radioactifs naturellement présents sur Terre.
Quelle est l’origine de ce phénomène ? Les spécialistes évoquent l’éventualité d’une érosion des formations géologiques surplombant la plage. Des études complémentaires sont nécessaires pour confirmer cette hypothèse.
Cette découverte remonte au mois d’avril 2022, lorsqu’un citoyen identifie une anomalie radiamétrique sur la plage et une association locale montre que les sables sombres émettent dix fois plus de rayonnement que les clairs.

 

Pour en savoir plus 

Pour s’informer sur les suites de l’étude et y participer :
https://www.irsn.fr/savoir-comprendre/environnement/anomalie-radioactiv…

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Le microbiote peut-il réduire les effets secondaires de la radiothérapie ?

Introduction
Quatre-vingt-dix pour cent des patients traités par une radiothérapie pour un cancer pelvien souffrent de désordres fonctionnels digestifs causés par l’irradiation de cette zone. Leur qualité de vie est dégradée. Quel rôle joue le microbiote dans cette maladie ?
En observant un échantillon de matière fécale humaine au microscope électronique, toute la diversité et l'abondance des bactéries du microbiote se révèlent. - © Thierry Meylheuc / Médiathèque INRAE

Quatre-vingt-dix pour cent des patients traités par une radiothérapie pour un cancer pelvien souffrent de désordres fonctionnels digestifs causés par l’irradiation de cette zone. Leur qualité de vie est dégradée. Quel rôle joue le microbiote dans cette maladie1 ? Le microbiote, aussi appelé « flore intestinale », correspond à l’ensemble des micro-organismes – bactéries, champignons, virus… – vivant dans le tube digestif en symbiose avec le corps. Des recherches montrent le pouvoir de certaines souches bactériennes ou probiotiques sur la protection de cet organe face à l’irradiation2. L’élaboration par l’IRSN d’un modèle préclinique de la maladie, associé à une analyse des données par des outils mathématiques et statistiques, apporte des éléments de réponse sur l’état du microbiote au cours du temps après irradiation. Certaines voies métaboliques, au sein d’un groupe spécifique de bactéries, sont altérées et cela est directement corrélé à la sévérité des dommages du côlon. Ces bactéries et leurs voies métaboliques constituent une nouvelle cible thérapeutique potentielle.

Alexandra Sémont (à gauche), chercheuse, et Mallia Geiger, doctorante, étudient le microbiote intestinal dans le cas de radiothérapie au sein du Laboratoire de radiobiologie des expositions médicales de l’IRSN à Fontenay aux Roses (Hauts-de-Seine). - © Albane Noor/Signatures/Médiathèque IRSN

Ces travaux sont menés par le Laboratoire de radiobiologie des expositions médicales de l’IRSN, à Fontenay-aux-Roses (Hauts-de-Seine), avec plusieurs équipes de l’Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement (Inrae)3 et 4. Les recherches se poursuivent à l’Institut pour valider les hypothèses et proposer un traitement de la maladie. Le transfert d’un microbiote fécal sain vers un patient souffrant de cette maladie pourrait être une option thérapeutique. Elle est actuellement testée expérimentalement à l’IRSN.

 

1. Cette maladie correspond aux problèmes transitoires ou chroniques, et notamment digestifs, liés à un dommage du tissu sain (non tumoral) consécutif à un traitement des cancers pelviens par radiothérapie. Elle est dénommée PRD pour pelvic radiation disease.
2. Alexia Lapiere et al., 2020, Gut Microbes, DOI :10.1080/19490976.2020.1812867
3. Université Paris-Saclay, Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement (Inrae), MetaGenoPolis (MGP) et AgroParisTech, Micalis, Jouy-en-Josas, France
4. C2VN, Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement (inrae), Inserm, Aix-Marseille Université, Marseille, France

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Exposition professionnelle : une étude confirme l’existence d’un risque de cancer faible aux faibles doses

Introduction
Les nouveaux résultats de l’étude épidémiologique Inworks confirment l’existence d’une relation solide entre le risque de cancer et l’exposition à de faibles doses de rayonnements ionisants étalées dans le temps (faible débit de dose). L’étude porte sur 300 000 travailleurs français, américains et britanniques employés à partir des années 1940 dans l’industrie nucléaire.
Ce technicien portant un équipement de protection individuelle (EPI), une tenue étanche ventilée, intervient dans la centrale nucléaire de Cattenom, en Moselle. - © David Queyrel / Médiathèque EDF

Les nouveaux résultats de l’étude épidémiologique Inworks1 confirment l’existence d’une relation solide entre le risque de cancer et l’exposition à de faibles doses de rayonnements ionisants étalées dans le temps (faible débit de dose). L’étude porte sur 300 000 travailleurs français, américains et britanniques employés à partir des années 1940 dans l’industrie nucléaire. La cohorte française conduite par l’Institut regroupe plus de 59 000 professionnels surveillés pour leur exposition aux rayonnements.
Ces résultats consolident les hypothèses sous-jacentes au système de radioprotection. Celui-ci repose notamment sur une extrapolation des connaissances des risques radio-induits issues du suivi épidémiologique des survivants des bombardements de Hiroshima et de Nagasaki, exposés en une seule fois sur une très courte durée (fort débit de dose).
Cette étude conforte l’hypothèse d’une absence de seuil pour le risque de cancer aux faibles doses. Elle montre que des expositions cumulées étalées dans le temps peuvent entraîner un risque faible de cancer.
Inworks est coordonnée par le Centre international de recherche sur le cancer (Circ) et David Richardson, professeur en santé environnementale et professionnelle à l’université de Californie-Irvine.

1. Inworks, International nuclear workers study : https://www.bmj.com/content/382/bmj-2022-074520

Contact

Klervi Leuraud : klervi.leuraud@irsn.fr

 

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Recherche : comment sont fabriquées les évaluations de sûreté nucléaire ?

Introduction
Un travail de recherche sur l’expertise en sûreté nucléaire vient d’être finalisé. Quels sont les principaux enseignements ? La fabrication d’expertises ne s’inscrit pas totalement dans un cadre défini par les processus de l’Institut. Les acteurs adaptent ce cadre aux situations rencontrées.
Des experts IRSN échangent sur les dispositions « noyau dur » mises en place au Réacteur à haut flux (RHF), à l’Institut Laue-Langevin, à Grenoble. Celles-ci permettent, en cas d’agression externe, de conserver la maîtrise des fonctions vitales de sûreté. - © Jean-Marie Huron / Signatures / Médiathèque IRSN

Un travail de recherche sur l’expertise en sûreté nucléaire vient d’être finalisé. Quels sont les principaux enseignements ? La fabrication d’expertises ne s’inscrit pas totalement dans un cadre défini par les processus de l’Institut. Les acteurs adaptent ce cadre aux situations rencontrées.
Cette fabrication n’est pas linéaire et individuelle. C’est une activité itérative éminemment collective et transversale. Pour mener à bien son travail, l’expert sollicite ses collègues et sa hiérarchie, il interagit avec des spécialistes d’autres domaines, des experts d’autres organismes, des représentants de l’exploitant et de l’autorité de sûreté nucléaire (ASN).

Dans le cadre de son habilitation à diriger des recherches (HDR), Alexandre Largier, docteur en sociologie, a mené des recherches sur le travail des chargés d’évaluation en sûreté nucléaire de l’IRSN. - © Sylvain Renard/Médiathèque IRSN

Une compétence collective d’évaluation émerge progressivement au cours d’un travail d’articulation et d’assemblage réalisé par les différents acteurs et se renforce avec la multiplication des dossiers traités. Elle permet d’aligner des entités distinctes pour fabriquer l’évaluation. Par ailleurs, elle s’inscrit dans un régime de civilité : chacun prend soin de la relation, est attentif à autrui. Une distance suffisante est nécessaire pour éviter la capture – éviter que les protagonistes ne versent dans la « co-ingénierie » – et que chacun conserve son autonomie de jugement. 
Cette compétence collective est cruciale : elle permet un gain d’efficacité, une garantie de la qualité des analyses, une prise en charge des risques, comme celui qui porte sur la réputation, pour l’Institut et ses collaborateurs. Dès lors, un management centré sur les compétences individuelles laisse de côté un pan important de l’activité d’expertise.
Ces recherches effectuées dans le cadre d’une habilitation à diriger des recherches (HDR) de l’IRSN sont menées par Alexandre Largier, sociologue.

 

 

 

Pour en savoir plus 

Lire le résumé de l’habilitation à diriger des recherches d’Alexandre Largier :
https://www.irsn.fr/page/competences-lexpertise-cas-fabrication-devaluations-surete-nucleaire-lirsn

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Niveaux de références diagnostiques : quelles sont les nouvelles recommandations de l’IRSN ?

Introduction
Les valeurs des niveaux de référence diagnostiques (NRD) nécessitent d’être revues en radiologie conventionnelle et interventionnelle, en scanographie et en médecine nucléaire. En pédiatrie, les efforts de transmission des données à l’IRSN doivent être poursuivis. La définition de nouveaux NRD, en concertation avec les professionnels, pour certains examens apparus plus récemment, est identifiée comme nécessaire, et pour d’autres – devenus peu fréquents – ils pourraient être supprimés.
Lors d’une tomographie par émission de positons couplée à un tomodensitomètre à rayons X (TEP-TDM) au centre hospitalier d'Orléans, Gilles Le Rouzic, physicien et conseiller en radioprotection, s'appuie sur les niveaux de référence diagnostiques (NRD). - © Sophie Brändström/Signatures/Médiathèque IRSN

Les valeurs des niveaux de référence diagnostiques (NRD) nécessitent d’être revues en radiologie conventionnelle et interventionnelle, en scanographie et en médecine nucléaire. En pédiatrie, les efforts de transmission des données à l’IRSN doivent être poursuivis. La définition de nouveaux NRD, en concertation avec les professionnels, pour certains examens apparus plus récemment, est identifiée comme nécessaire, et pour d’autres – devenus peu fréquents – ils pourraient être supprimés.
Ces recommandations sont issues du septième bilan (1) publié par l’Institut portant sur la période 2019-2021. Les niveaux de référence sont un outil d’optimisation des doses délivrées aux patients destiné aux professionnels de l’imagerie. Ils sont définis réglementairement pour les actes courants. En cas de valeurs supérieures injustifiées, des actions d’amélioration doivent être mises en œuvre. Les données dosimétriques issues de ces évaluations sont transmises à l’IRSN. Ce bilan montre notamment que, chez l’adulte, les valeurs des indicateurs dosimétriques sont inférieures aux NRD dans tous les domaines. En pédiatrie, le nombre de données reçues reste trop faible pour effectuer une analyse statistique robuste au niveau national.

Julien Frandon, radiologue et Hélène Mohammad, interne, utilisent les niveaux de référence diagnostiques (NRD) durant une embolisation de l'artère prostatique dans une salle de radiologie interventionnelle du service imagerie médicale du CHU de Nîmes. - © Laurent Zylberman/Graphix-Images/Médiathèque IRSN

Évaluer les pratiques
Pour élaborer ce bilan, cinq scientifiques – physiciens médicaux et ingénieurs en radioprotection – et une année d’analyse et de rédaction sont nécessaires. Pour formuler les recommandations, ils exploitent les données dosimétriques transmises par les professionnels de santé. Les scientifiques vérifient leur cohérence puis les indicateurs sont analysés et comparés aux NRD en vigueur et aux résultats de la période précédente.
Les actes de radiologie conventionnelle et interventionnelle, la scanographie et la médecine nucléaire conduisent à une exposition des patients variable selon la procédure, la technologie de l’installation et la morphologie du patient. En application du principe d’optimisation, cette exposition doit être maintenue aussi basse que raisonnablement possible sans remettre en cause la qualité diagnostique de l’examen.

Contact à l’IRSN 

nrd@irsn.fr ou via le formulaire https://nrd.irsn.fr/Contact 

 

 

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Labos 1.5 : dix équipes engagées pour réduire leur empreinte carbone

Introduction
Missions de terrain, conférences, dispositifs expérimentaux, simulations numériques… les impacts des activités de recherche et d’expertise sur le climat sont mal caractérisés. Dix équipes de l’IRSN – en épidémiologie, dosimétrie et accidents graves – s’engagent dans la démarche Labos 1.5. Elle vise à établir le bilan des émissions de gaz à effet de serre (GES) à l’échelle d’une unité, à identifier et à mettre en œuvre des actions pour les réduire.
Les équipes de l'Institut qui travaillent sur le simulateur Sofia, implanté à Fontenay-aux-Roses (Hauts-de-Seine), sont engagés dans la démarche Labos 1.5 afin de réduire leur empreinte carbone. - © Laurent Zylberman/Graphix-Images/Médiathèque IRSN

Missions de terrain, conférences, dispositifs expérimentaux, simulations numériques… les impacts des activités de recherche et d’expertise sur le climat sont mal caractérisés. Dix équipes de l’IRSN – en épidémiologie, dosimétrie et accidents graves – s’engagent dans la démarche Labos 1.5. Elle vise à établir le bilan des émissions de gaz à effet de serre (GES) à l’échelle d’une unité, à identifier et à mettre en œuvre des actions pour les réduire.
Lancées par des chercheurs et des experts, ces actions sont soutenues par l’IRSN et s’inscrivent dans l’engagement RSE (responsabilité sociétale des entreprises) de l’Institut.
Labos 1.5 est un collectif national créé en 2019 par des membres du monde académique.
Il accompagne 778 laboratoires dans la réalisation de leur bilan carbone et fédère par son réseau Laboratoires en transition plusieurs centaines de scientifiques. Leur objectif ? Faire baisser, d’ici à 2030, de 20 % à 55 % leur empreinte carbone par rapport à 2019. La démarche contribue à une réflexion globale sur l’empreinte carbone de la recherche en France. Elle est notamment portée par le ministère de la Recherche, le Centre national de la recherche scientifique (CNRS), l’Institut national de la recherche agronomique (Inrae) et à laquelle l’IRSN souhaite s’associer.

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Recherche : vingt-six doctorants démarrent leur thèse

Introduction
Vingt-six. C’est le nombre de nouveaux doctorants qui s’attellent à leur thèse à l’automne 2023 dans un laboratoire de l’Institut. Ils sont de tous horizons et de nationalités diverses. Les sujets de recherche sont variés : étude de la dégradation des ciments romains, recours à l’intelligence artificielle pour détecter des contaminations, étude du microbiote intestinal après une irradiation…
Chaque année, lors des Journées des thèses (ici en mars 2022 à La Colle-sur-Loup, dans les Alpes-Maritimes), l’IRSN organise un concours d’éloquence « 3 minutes pour une thèse » pour les doctorants. - © Médiathèque IRSN

Vingt-six. C’est le nombre de nouveaux doctorants qui s’attellent à leur thèse à l’automne 2023 dans un laboratoire de l’Institut. Ils sont de tous horizons et de nationalités diverses. Les sujets de recherche sont variés : étude de la dégradation des ciments romains, recours à l’intelligence artificielle pour détecter des contaminations, étude du microbiote intestinal après une irradiation…
Les doctorants sont basés à Fontenay-aux-Roses (Hauts-de-Seine), à Octeville (Manche) ou encore à Cadarache (Bouches-du-Rhône).
Leurs travaux de thèse sont une composante fondamentale de l’activité scientifique de l’IRSN. Ils apportent une contribution importante à la production de connaissance et explorent de nouveaux champs. Ils constituent un des maillons essentiels reliant l’Institut et le monde académique. Les diplômes de docteur qu’ils recevront sont délivrés par les universités avec qui l’IRSN noue souvent des partenariats. Les écoles doctorales qui les hébergent sont un point de connexion naturel pour les équipes de recherche.

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Démantèlement de Fessenheim : quelles sont les conclusions des experts sur le dossier de l’industriel ?

Introduction
Quel est l’avis de l’IRSN sur le démantèlement de la centrale de Fessenheim (Haut-Rhin) ? Il considère que les techniques prévues sont éprouvées et confortent sa faisabilité, notamment grâce au retour d’expérience tiré de celui, en cours, de la centrale de Chooz A, dans les Ardennes.
Demantelement de la cuve du reacteur de CHOOZ A. Chantier de reconstruction. Dépose du couvercle de la cuve du réacteur. 8 mars 2017
Le démantèlement du réacteur de la centrale de Chooz A dans les Ardennes -ici la dépose du couvercle de la cuve en 2017)- permet de valider les solutions techniques qui serviront au démantèlement de Fessenheim (Haut-Rhin). - © Alexandre Simonet/Médiathèque EDF

Quel est l’avis de l’IRSN sur le démantèlement de la centrale de Fessenheim (Haut-Rhin) ? Il considère que les techniques prévues sont éprouvées et confortent sa faisabilité, notamment grâce au retour d’expérience tiré de celui, en cours, de la centrale de Chooz A, dans les Ardennes. 
L’Institut considère que l’impact environnemental et sanitaire des opérations prévues est faible. Il estime toutefois que, pour démontrer la sûreté et la radioprotection pour une opération à fort enjeu – démontage de la cuve du réacteur et de ses équipements internes –, EDF devrait apporter des précisions et réaliser des analyses spécifiques. Par exemple, concernant le détail de la conception et des analyses de sûreté des futurs ateliers et équipements de démantèlement nécessaires : sas de confinement, dispositifs de traitement et de conditionnement de déchets…  
Environ dix spécialistes interviennent pour expertiser le dossier de l’industriel transmis en décembre 2021. De multiples compétences sont nécessaires : gestion des déchets, confinement, impact sanitaire et environnemental…  
Les conclusions sont présentées au groupe permanent d’experts « Démantèlement » en juin 2023 en vue de la publication du décret de démantèlement.  

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Piscines des réacteurs : quels sont les phénomènes en jeu lors d’une perte d’alimentation électrique ?

Introduction
Si les piscines des réacteurs où sont entreposés les combustibles usagés ne sont plus alimentées en électricité, la perte de refroidissement peut conduire à leur découvrement – appelé « dénoyage ».
Sur le site de Cadarache (Bouches-du-Rhône), Guillaume Brillant, chercheur en thermohydraulique, évalue l'efficacité d'un système d'aspersion pour refroidir un assemblage combustible partiellement ou totalement dénoyé. - © Philippe Dureuil/Médiathèque IRSN

Si les piscines des réacteurs où sont entreposés les combustibles usagés ne sont plus alimentées en électricité, la perte de refroidissement peut conduire à leur découvrement – appelé « dénoyage ». Le risque est d’exposer à l’air libre des matières hautement radioactives. Comprendre les phénomènes physiques en jeu lors d’un accident de perte de refroidissement est essentiel pour la sûreté. C’est l’objectif du programme de recherche Dénopi1. Deux installations expérimentales2 implantées à Cadarache (Bouches-du-Rhône) sont utilisées pour ces recherches. Les essais confirment la phénoménologie de l’accident. Les expérimentations permettent – à l’échelle de l’assemblage – une première évaluation de l’efficacité d’un moyen d’aspersion pour limiter les conséquences de l’accident. À l’échelle de la gaine de combustible, les scientifiques développent un modèle cinétique pour décrire sa dégradation par oxydation. Il est intégré dans un logiciel3 pour en décrire le processus de dégradation par oxydation.
Ces connaissances sont utilisées par l’Institut pour évaluer les dispositions d’EDF visant à limiter les conséquences de la perte des alimentations électriques des piscines d’entreposage. L’IRSN propose de poursuivre ce programme de recherche en vue d’approfondir la phénoménologie de l’accident.

  1. Dénopi : Dénoyage accidentel des piscines d’entreposage des combustibles
  2. Installations Midi (maquette instrumentée pour l’étude du dénoyage des piscines de combustible) et Aspic (Assemblage pour l’étude du dénoyage de piscine combustible)
  3. Logiciel Astec (Accident Source Term Evaluation Code) permet de simuler un accident de fusion du cœur d’un réacteur refroidi à l’eau
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