L’efficacité de la radiothérapie dépend principalement de la dose totale délivrée. Celle-ci doit être administrée de manière homogène sur la tumeur et doit préserver le tissu sain environnant. Or, un certain nombre de patients a une hypersensibilité aux rayonnements ionisants et sont donc susceptibles de développer secondairement d’importants effets indésirables. L’évaluation du risque d’apparition de ces effets secondaires est actuellement impossible, ce qui impose de limiter les doses de rayonnement administrées aux patients, au risque de diminuer le bénéfice thérapeutique. Un des défis actuels en radiobiologie consiste donc à prédire avec exactitude le risque de radiorésistance du tissu tumoral de même qu’à déterminer l’existence d’une radiosensibilité du tissu sain périphérique afin de proposer un traitement à la carte pour chaque patient. Plusieurs études ont été menées dans ce sens et des tests prédictifs ont été décrits. Malheureusement, aucun n’a montré de résultats suffisamment significatifs pour une utilisation en routine clinique. Depuis plusieurs années, de nombreuses avancées technologiques ont permis de proposer l’analyse de la composante protéique d’un échantillon comme une approche pertinente d’identification de nouveaux biomarqueurs. Après avoir décrit succinctement les principales caractéristiques de la radiorésistance tumorale et de la radiosensibilité des tissus sains, nous présenterons dans cette revue les différentes approches proposées jusqu’ici pour identifier des outils prédictifs de la réponse radiothérapeutique et analyserons en détail, l’intérêt des études protéomiques pour mettre en évidence de nouveaux biomarqueurs prédictifs ainsi que les perspectives de leur utilisation future en radiobiologie.

The success of radiotherapy mainly depends on the total administered dose. This dose must be homogenously delivered onto the tumor and must preserve the surrounding healthy tissue. However, several patients are hypersensitive to ionizing radiations and may develop important radiation-induced early and late side effects. The prediction of these side effects remains currently impossible, involving to limit the given dose with the risk to decrease the therapeutic benefit for patients. Therefore, one of the major challenges in radiobiology is to accurately predict tumour radioresistance and to determine normal tissue radiosensitivity to tailor treatment. Several studies have been carried out and different predictive assays have been described in this field. However, none of them showed significant results for clinical use. For several years, many technological advances in proteomic fields have been performed in order to identify new biomarkers. After a brief description of the main characteristics of tumor radioresistance and normal tissue radiosensitivity, we will develop in this review the different approaches proposed so far to identify predictive tools of radiotherapy outcome. We will then analyze in detail how proteomic studies can improve the understanding of mechanisms associated with radiosensitivity of healthy tissue and radioresistance of tumor cells and how they could highlight new predictive biomarkers in radiobiology.