Most preclinical studies examining the radiobiology of brachytherapy have focused on dose rate effects. Scarcer data are available on other major parameters of therapeutic index, such as cell cycle distribution, repopulation or reoxygenation. The linear quadratic model describes the effect of radiotherapy in terms of normal tissue or tumour response. It allows some comparisons between various irradiation schemes. This model should be applied cautiously for brachytherapy, because it relies on cell death analysis only, and therefore partially reflects the biological effects of an irradiation. Moreover, the linear quadratic model validity has not been demonstrated for very high doses per fraction. A more thorough analysis of mechanisms involved in radiation response is required to better understand the true effect of brachytherapy on normal tissue. The modulation of immune response is one promising strategy to be tested with brachytherapy. A translational approach applied to brachytherapy should lead to design trials testing pharmacological agents modulating radiation response, in order to improve not only local control, but also decrease the risk of distant failure. Here we review the radiobiology of brachytherapy, from the historical view based on linear quadratic model to recent perspectives for biological optimization.

La plupart des études ayant porté sur les mécanismes radiobiologiques impliqués dans la réponse à la curiethérapie se sont intéressées uniquement à l’effet du débit de dose. Les données sont plus rares en ce qui concerne d’autres paramètres majeurs de l’effet différentiel, tels que la redistribution dans le cycle, la repopulation, ou la réoxygénation. Le modèle linéaire-quadratique décrit l’effet d’une irradiation en termes de réponse des tissus sains ou des tissus tumoraux. Il permet des comparaisons entre différents schémas d’irradiation. Cependant, ce modèle doit être appliqué avec prudence en curiethérapie, puisqu’il ne repose que sur l’étude de la létalité cellulaire, ne reflétant donc que partiellement les effets biologiques d’une irradiation. Par ailleurs, le modèle linéaire-quadratique n’a pas été validé pour des fortes doses par fraction. Une analyse exhaustive des mécanismes impliqués dans la réponse à l’irradiation est nécessaire pour appréhender l’effet réel de la curiethérapie sur les tissus sains. La modulation de la réponse immunitaire est une stratégie prometteuse à tester en association à la curiethérapie. Une approche translationnelle appliquée à la curiethérapie devrait conduire à des essais testant des agents pharmacologiques modulant la réponse à l’irradiation, afin d’améliorer non seulement le taux de contrôle local mais également de diminuer le risque de rechute à distance. Nous effectuons une revue des données concernant la radiobiologie de la curiethérapie, de l’approche historique basée sur le modèle linéaire-quadratique, aux perspectives d’optimisation biologique.