Malgré une recherche soutenue depuis plus de 50 ans, il n'existe actuellement aucun test non invasif de la radiosensibilité cellulaire réalisable en clinique quotidienne, permettant une évaluation prédictive, fiable et reproductible. L'objectif de cette revue est de faire le point sur les tests et les axes de recherche explorés ces dernières années pour prédire la radiosensibilité tumorale à l'aide de marquage par des radiotraceurs révélés par l'imagerie nucléaire. La majorité des méthodologies explorées est fondée sur une évaluation indirecte de la radiosensibilité tissulaire par le biais de la prolifération cellulaire ou l'apoptose, de l'oxygénation (ou l'hypoxie) tissulaire, de l'angiogenèse et la radiosensibilité intrinsèque des cellules clonogènes. Le développement de ces tests permettrait d'adapter un schéma thérapeutique aux mécanismes de radiorésistance identifiés dans certains cancers. Il serait alors possible de réajuster (en associant un radiosensibilisateur des cellules hypoxiques par exemple) ou de changer la stratégie thérapeutique inefficace, coûteuse et compromettant le pronostic à long terme.

During the last half of century considerable research on radiosensitivity biomarkers has been published. However, to date there is no non-invasive marker of cellular radiosensitivity identified for clinical routinely use. In this review, the main functional and metabolic imaging isotopic techniques for tumor radiosensitivity that have been explored over the last years are being described. This indirect evaluation fall into 3 topics associated with tumor proliferation rate or apoptosis, tumor hypoxic fraction, neoangiogenesis and the intrinsic radiosensitivity of clonogenic tumor cells. The final objective of the radiosensitivity monitoring during radiotherapy would be to adapt treatment strategy for overcoming the identified radioresistance mechanism such as hypoxia by the addition of radiosensitisers for example. This would allow better tumor control rather than continue inefficient and costly treatment delivery, which in addition could compromise outcome.