Étude des limites physiques et biologiques de l'effet d'épargne FLASH en vue de son transfert clinique : une approche multidisciplinaire. // Investigating the Physical and Biological Boundaries of the FLASH sparing Effect for Clinical Translation, a multi

L'Organisation mondiale de la Santé prévoit une augmentation significative de l'incidence et de la mortalité liées au cancer dans les prochaines décennies. La radiothérapie (RT) continue de jouer un rôle central dans le traitement du cancer et est utilisée dans plus de 50 % des cas. Malgré les progrès technologiques continus, la radiothérapie reste associée à des complications liées au traitement, pouvant compromettre la réalisation du plan thérapeutique initial et affecter négativement la qualité de vie des patients. Bien que la radiothérapie conventionnelle (CONV-RT) et la protonthérapie aient connu des avancées substantielles, il existe toujours un besoin crucial d'approches innovantes visant à réduire davantage la toxicité, améliorer la conformité des doses et optimiser les résultats cliniques. Une technique émergente qui a récemment attiré l'attention est la radiothérapie FLASH (FLASH-RT). Avec la radiothérapie FLASH, le rayonnement est délivré à des débits de dose ultra-élevés (UHDR) supérieurs à 40 Gy/s. Cela permet d'administrer la FLASH-RT en moins de 0,1 seconde, contre plusieurs minutes pour la radiothérapie conventionnelle. Cette administration quasi instantanée entraîne une réduction de la toxicité des tissus sains tout en maintenant le contrôle tumoral, phénomène désigné sous le nom ‘'d'effet FLASH''. Depuis la redécouverte de l'effet FLASH en 2014 à l'Institut Curie, la recherche s'est concentrée à la fois sur la compréhension des mécanismes sous-jacents et sur l'identification des paramètres de faisceau nécessaires à la FLASH, ainsi que sur la définition des marges permettant de préserver l'effet d'épargne FLASH.
Notre laboratoire se consacre à l'étude et au transfert des approches innovantes de radiothérapie du laboratoire au lit du patient. L'équipe ATOMIC, créée en 2026, réunit le service radio-oncologie, l'équipe de physique médicale et l'équipe de biologie des rayonnements dans un environnement intégratif unique, favorisant une forte collaboration et offrant un cadre exceptionnel pour la conduite de recherches précliniques.

Projet de thèse
Ce projet de thèse vise à faciliter le transfert clinique de la radiothérapie FLASH par électrons en définissant les conditions nécessaires au maintien de l'effet d'épargne FLASH, incluant à la fois les paramètres liés au faisceau et des facteurs cliniques plus larges. Les connaissances actuelles restant incomplètes, il est essentiel de préciser ces limites afin d'éviter toute perte de bénéfice thérapeutique lors de la mise en œuvre clinique.

Le projet étudiera également le rôle de l'oxygène dans les réponses biologiques différentielles observées entre la FLASH-RT et la radiothérapie conventionnelle, en particulier durant la phase précoce post-irradiation. Par ailleurs, l'imagerie TEP pourrait être explorée afin d'identifier des biomarqueurs prédictifs de la réponse au traitement et de l'évolution tissulaire.
Ce travail sera mené en étroite collaboration avec les départements de physique et de biologie ainsi que le service de radiothérapie de l'Institut Curie.
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The World Health Organization predicts a severe increase in the global incidence and mortality of cancer in the coming decades. Radiation therapy (RT) continues to play an important role in cancer treatment and is incorporated in over 50% of cases. Despite continuous technological advances, radiotherapy remains associated with treatment related complications that can interfere with the completion of the initial treatment plan and negatively affect patients' quality of life. Although conventional radiotherapy (CONV-RT) and proton therapy have advanced substantially, there remains a critical need for innovative approaches that further reduce toxicity, improve dose conformity, and enhance clinical outcomes. One emerging radiotherapy technique that has recently gained attention is FLASH radiotherapy (FLASH-RT). With FLASH radiotherapy, the radiation is given using ultra-high dose rates (UHDR) of >40 Gy/s. This results in the FLASH-RT being delivered within 0.1 second, compared to minutes in the conventional mode of radiotherapy. Delivering this radiotherapy instantaneously resulted in decreased normal tissue toxicity while maintaining equal tumour control, which together is labeled the ‘FLASH effect'. Since the rediscovery of the FLASH effect in 2014 at Institut Curie, research has focused on both understanding its underlying mechanism and on identifying the beam parameters required for FLASH, together with establishing the margins that preserve the FLASH sparing effect.

Our laboratory is dedicated to investigating and translating innovative radiotherapy approaches from bench to bedside. The ATOMIC team, established in 2026, brings together the radiation oncology service, medical physics team, and radiation biology team in a uniquely integrated environment, fostering strong collaboration and an exceptional setting for conducting preclinical research.

PhD project
This PhD project aims to facilitate the clinical translation of electron FLASH radiotherapy by defining the conditions required to preserve the FLASH sparing effect, including both beam-related parameters and broader clinical factors. As current knowledge remains incomplete, clarifying these boundaries is essential to avoid losing the therapeutic benefit during clinical implementation. The project will also investigate the role of oxygen in the differential biological responses observed between FLASH-RT and conventional radiotherapy, particularly in the early post-irradiation phase. In addition, PET imaging could potentially be explored to identify predictive biomarkers of treatment response and tissue evolution. The work will be carried out in close collaboration with the physics, biology, and radiation oncology departments at Institut Curie.
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Début de la thèse : 01/10/2026

Contrats ED : Programme blanc GS-SIS

Université Paris-Saclay GS Sciences de l'ingénierie et des systèmes

575 Electrical, Optical, Bio-physics and Engineering

Les candidates doivent être titulaires d'un master en biologie, avec une formation de préférence en oncologie ou en radiobiologie. Nous recherchons une personne motivée, passionnée par la résolution de défis techniques et scientifiques, désireuse de contribuer à d'éventuelles innovations majeures dans les traitements médicaux, et fortement intéressée par les approches multidisciplinaires. Une maîtrise de l'anglais à l'oral ainsi qu'un excellent esprit d'équipe sont essentiels. Ce projet offre d'excellentes opportunités pour développer des compétences en formulation, biologie cellulaire, expérimentation in vivo et radiobiologie. Les candidates doivent faire preuve d'une grande motivation pour tirer pleinement parti d'un environnement de recherche de pointe et bénéficier d'un contexte de collaborations multiples.
Applicants should hold a master's degree in biology, with preferred background in oncology or radiobiology. We are seeking a motivated individual with a passion for tackling technical and scientific challenges to potentially make breakthrough innovations in medical treatments, and with a strong interest in multidisciplinary approaches. Proficiency in English oral communication and a great team spirit are essential. This project offers excellent opportunities to develop skills in formulation, cell biology, in vivo expertise, and radiobiology. Candidates are expected to be highly motivated to take advantages to work in a leading research environment and to benefit from a multi-collaboration context.