La radiobiologie repose sur l'étude des mécanismes moléculaires et cellulaires activés en réponse à une irradiation. Dans le domaine de l'irradiation à l'aide d'ions, où les applications cliniques sont prometteuses, beaucoup de questions restent en suspens. Répondre à ces questions devrait améliorer les logiciels de planification de traitements par hadronthérapie (Centre ETOILE à Lyon).

Parce que les tissus vivants contiennent de grandes proportions d'eau, l'irradiation génère de fortes quantités de radicaux libres via le processus de radiolyse de l'eau. Cette production de radicaux libres, à l'origine d'un stress oxydant, s'attaquent aux molécules sensibles (ADN, protéines, …). Pour se protéger de ce stress, la cellule dispose de défenses naturelles, les antioxydants, qui piègent les radicaux libres. Inversement l'oxygène présent dans les tissus renforce la sensibilité aux radiations ionisantes. Heureusement, ces effets tendent à disparaître lors d'irradiations aux ions de haute énergie au profit d'un meilleur effet biologique pour les applications cliniques.

Pour comprendre ces observations, nous avons développé une simulation des premières microsecondes du stress oxydant. Nous avons adapté notre modèle pour inclure le rôle protecteur des antioxydants et le rôle sensibilisateur de l'oxygène.