Wilfrid Mazier

Nicolas Saucisse

Vincent Simon

Astrid Cannich

Giovanni Marsicano

Federico Massa

MD Daniela Cota
email: daniela.cota@inserm.fr

mTORC1 and CB1 receptor signaling regulate excitatory glutamatergic inputs onto the hypothalamic paraventricular nucleus in response to energy availability

Keywords: mTOR, CB1 receptor, glutamate, hypothalamus, high-fat diet

de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d'enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés.

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Introduction

The paraventricular nucleus (PVN) of the hypothalamus plays key roles in the regulation of energy balance, the general response to stress, and the control of hypothalamicperipheral hormonal axes [START_REF] Horvath | The hardship of obesity: a soft-wired hypothalamus[END_REF][START_REF] Bains | Stress-related synaptic plasticity in the hypothalamus[END_REF][START_REF] Qin | The Paraventricular Nucleus of the Hypothalamus: Development, Function, and Human Diseases[END_REF]. PVN neurons expressing melanocortin receptors are the target of both Pro-opio-melanocortin (POMC)-and agouti-related protein (AgRP)-expressing neurons of the hypothalamic arcuate nucleus (ARC), forming the hypothalamic melanocortin system, a circuit critical for the regulation of energy balance [START_REF] Zeltser | Synaptic plasticity in neuronal circuits regulating energy balance[END_REF][START_REF] Koch | Molecular and cellular regulation of hypothalamic melanocortin neurons controlling food intake and energy metabolism[END_REF]. In particular, the POMCderived melanocortin peptide α-melanocyte stimulating hormone (α-MSH) decreases food intake and stimulates energy expenditure through its binding to melanocortin receptor type 4 (MC4R) [START_REF] Balthasar | Divergence of melanocortin pathways in the control of food intake and energy expenditure[END_REF]. Intra-PVN administration of α-MSH or its analogs reduces feeding, while MC4R antagonists, including AgRP, increase feeding [START_REF] Wirth | Paraventricular hypothalamic alpha-melanocyte-stimulating hormone and MTII reduce feeding without causing aversive effects[END_REF][START_REF] Olszewski | Alpha-melanocyte stimulating hormone and ghrelin: central interaction in feeding control[END_REF][START_REF] Cowley | Integration of NPY, AGRP, and melanocortin signals in the hypothalamic paraventricular nucleus: evidence of a cellular basis for the adipostat[END_REF][START_REF] Kask | Tonic inhibition of food intake during inactive phase is reversed by the injection of the melanocortin receptor antagonist into the paraventricular nucleus of the hypothalamus and central amygdala of the rat[END_REF]. Accordingly, re-expression of MC4R in the PVN of MC4R-null obese mice reduces excessive food intake [START_REF] Balthasar | Divergence of melanocortin pathways in the control of food intake and energy expenditure[END_REF]. Consumption of food also activates POMC neurons, which, in turn, activate parvocellular neurons of the PVN to modulate food intake [START_REF] Singru | Importance of melanocortin signaling in refeeding-induced neuronal activation and satiety[END_REF][START_REF] Singru | Refeeding-activated glutamatergic neurons in the hypothalamic paraventricular nucleus (PVN) mediate effects of melanocortin signaling in the nucleus tractus solitarius (NTS)[END_REF][START_REF] Chen | Sensory detection of food rapidly modulates arcuate feeding circuits[END_REF]. Thus, PVN parvocellular neurons are recruited to link the detection of energy availability to consequent behaviors. MC4R-expressing neurons, including parvocellular neurons, are glutamatergic [START_REF] Singru | Refeeding-activated glutamatergic neurons in the hypothalamic paraventricular nucleus (PVN) mediate effects of melanocortin signaling in the nucleus tractus solitarius (NTS)[END_REF][START_REF] Xu | Glutamate mediates the function of melanocortin receptor 4 on Sim1 neurons in body weight regulation[END_REF][START_REF] Shah | MC4R-expressing glutamatergic neurons in the paraventricular hypothalamus regulate feeding and are synaptically connected to the parabrachial nucleus[END_REF], and selective disruption of glutamate release from MC4R PVN neurons causes hyperphagia and obesity [START_REF] Xu | Glutamate mediates the function of melanocortin receptor 4 on Sim1 neurons in body weight regulation[END_REF][START_REF] Shah | MC4R-expressing glutamatergic neurons in the paraventricular hypothalamus regulate feeding and are synaptically connected to the parabrachial nucleus[END_REF]. Consequently, better understanding of how the activity of PVN parvocellular neurons is regulated may help unveil mechanisms going awry in obesity. In addition to releasing neuropeptides [START_REF] Wardlaw | Hypothalamic proopiomelanocortin processing and the regulation of energy balance[END_REF], POMC neurons can also release neurotransmitters like glutamate and/or GABA [START_REF] Dicken | Regulation of GABA and glutamate release from proopiomelanocortin neuron terminals in intact hypothalamic networks[END_REF][START_REF] Atasoy | A FLEX switch targets Channelrhodopsin-2 to multiple cell types for imaging and long-range circuit mapping[END_REF][START_REF] Dennison | Age-dependent changes in amino acid phenotype and the role of glutamate release from hypothalamic proopiomelanocortin neurons[END_REF]. However, whether excitatory glutamatergic transmission from POMC neurons affects the activity of PVN parvocellular neurons is not known.

The mechanistic target of rapamycin (mTOR) kinase is an important intracellular energy sensor forming two distinct complexes (mTOR complex 1 or mTORC1, and mTOR complex 2 or mTORC2), controlling cellular metabolism in response to nutrients, growth factors, mitogens, hormones, and cellular stress [START_REF] Saxton | mTOR Signaling in Growth, Metabolism, and Disease[END_REF][START_REF] Haissaguerre | Influence of mTOR in energy and metabolic homeostasis[END_REF]. Increased mTORC1 activity is associated with increased intracellular energy availability [START_REF] Saxton | mTOR Signaling in Growth, Metabolism, and Disease[END_REF][START_REF] Haissaguerre | Influence of mTOR in energy and metabolic homeostasis[END_REF]. We and others have shown that mTORC1 signaling participates in the regulation of energy balance by modulating the function of both POMC and AgRP neurons [START_REF] Cota | Hypothalamic mTOR signaling regulates food intake[END_REF][START_REF] Blouet | Mediobasal hypothalamic p70 S6 kinase 1 modulates the control of energy homeostasis[END_REF][START_REF] Dagon | p70S6 kinase phosphorylates AMPK on serine 491 to mediate leptin's effect on food intake[END_REF][START_REF] Smith | Ribosomal S6K1 in POMC and AgRP Neurons Regulates Glucose Homeostasis but Not Feeding Behavior in Mice[END_REF][START_REF] Burke | mTORC1 in AGRP neurons integrates exteroceptive and interoceptive foodrelated cues in the modulation of adaptive energy expenditure in mice[END_REF]. mTORC1 activity also regulates oxidative metabolism in POMC neurons, which, in turn, is critical for the appetite suppressant action of the hormone leptin [START_REF] Haissaguerre | mTORC1-dependent increase in oxidative metabolism in POMC neurons regulates food intake and action of leptin[END_REF]. However, whether mTORC1 activity in POMC neurons affects neurotransmitter release, particularly onto PVN parvocellular neurons, is currently unknown.

Differently, the endocannabinoid system, including the cannabinoid receptor type 1 (CB1R) and endogenous lipid ligands called endocannabinoids, is known to modulate neurotransmission through the binding of endocannabinoids to presynaptic CB1R in different brain regions [START_REF] Castillo | Endocannabinoid signaling and synaptic function[END_REF][START_REF] Busquets-Garcia | CB1 Receptor Signaling in the Brain: Extracting Specificity from Ubiquity[END_REF]. Opposite to what is observed for mTORC1 activity, endocannabinoids levels are physiologically increased in conditions of negative energy balance, such as fasting, and decreased after food consumption or in response to signals of positive energy balance, such as leptin [START_REF] Di Marzo | Leptin-regulated endocannabinoids are involved in maintaining food intake[END_REF][START_REF] Kirkham | Endocannabinoid levels in rat limbic forebrain and hypothalamus in relation to fasting, feeding and satiation: stimulation of eating by 2-arachidonoyl glycerol[END_REF]. Moreover, CB1R activity in hypothalamic neurons affects food intake and metabolic responses in a cell-type specific manner [START_REF] Cardinal | Hypothalamic CB1 cannabinoid receptors regulate energy balance in mice[END_REF][START_REF] Cardinal | CB1 cannabinoid receptor in SF1-expressing neurons of the ventromedial hypothalamus determines metabolic responses to diet and leptin[END_REF][START_REF] Cardinal | Cannabinoid type 1 (CB1) receptors on Sim1-expressing neurons regulate energy expenditure in male mice[END_REF][START_REF] Soria-Gomez | Cannabinoid type-1 receptors in the paraventricular nucleus of the hypothalamus inhibit stimulated food intake[END_REF][START_REF] Koch | Hypothalamic POMC neurons promote cannabinoid-induced feeding[END_REF].

CB1R signaling can affect the mTOR pathway in different brain regions [START_REF] Puighermanal | Cellular and intracellular mechanisms involved in the cognitive impairment of cannabinoids[END_REF]. Here, we investigated the putative link between mTORC1 and CB1R signaling in the modulation of excitatory glutamatergic neurotransmission at the synapse between hypothalamic POMC and parvocellular neurons. We specifically studied changes in glutamatergic miniatures excitatory post-synaptic currents (mEPSC), which are an indicator of the glutamatergic inputs received by a cell, and thus cell excitability [START_REF] Pinheiro | Presynaptic glutamate receptors: physiological functions and mechanisms of action[END_REF]. Consequently, in the context of our studies, the higher the mESPC frequency, the higher the probability that the parvocellular neuron-dependent anorexigenic-related signal will pass onto the next cell. Conversely, conditions reducing mEPSC frequency would limit the propagation of such signal.

The results show that mTORC1 activity in POMC neurons regulates glutamatergic inputs to PVN parvocellular neurons and that this function is exerted via control of presynaptic CB1R. Importantly, conditions of energy surfeit, as upon hypercaloric high-fat diet (HFD) feeding, inhibit excitatory glutamatergic input onto parvocellular neurons through a time-dependent modulation of mTORC1 and CB1R activity.

Material and methods

Animals

The experiments were conducted in strict compliance with European Union Directives (2010/63/EU) and were approved by the ethical committee of the University of Bordeaux (DIR1354). All procedures followed the ARRIVE guidelines [START_REF] Kilkenny | Animal research: reporting in vivo experiments: the ARRIVE guidelines[END_REF].

POMCCre +/+ ::CB1R flox/flox mice (lacking the expression of CB1R in POMC cells and thereafter called POMC-CB1R-KO) and their POMCCre -/-::CB1R flox/flox control littermates were generated by crossing POMC-Cre mice [START_REF] Balthasar | Leptin receptor signaling in POMC neurons is required for normal body weight homeostasis[END_REF] (Tg(Pomc1-cre)16Lowl/J, JAX Stock #005965, The Jackson Laboratory, USA) with CB1R-flox mice [START_REF] Marsicano | The endogenous cannabinoid system controls extinction of aversive memories[END_REF]. This mouse line was generated following a 3-step backcrossing method [START_REF] Bellocchio | Activation of the sympathetic nervous system mediates hypophagic and anxiety-like effects of CB(1) receptor blockade[END_REF]. POMC-Rptor-KO and their control littermates, which were previously characterized [START_REF] Haissaguerre | mTORC1-dependent increase in oxidative metabolism in POMC neurons regulates food intake and action of leptin[END_REF], C57BL/6J mice (Janvier, France) and whole body CB1R-KO [START_REF] Marsicano | The endogenous cannabinoid system controls extinction of aversive memories[END_REF] were also used (see Supplementary Methods). Conditional mouse lines were genotyped by PCR [START_REF] Bellocchio | Activation of the sympathetic nervous system mediates hypophagic and anxiety-like effects of CB(1) receptor blockade[END_REF] using specific primers (Suppl. Table 1). Two-to 3-month-old male mice were housed individually under a 12h light/dark cycle (lights on at 01:00 am), at 22 ± 2 °C. They had ad libitum access to water and chow (Standard Rodent Diet A03, 3.2 Kcal/g; SAFE, France) or HFD (60% of calories from fat; D12492 Research Diets, New Brunswick, NJ), which was given for a period of 1 or 4 weeks, to provide temporal information concerning the adaptive changes of the circuit over time. The number of animals used and related number of neurons studied are detailed in the figure legends.

Electrophysiology studies

The brain slices preparation is described in the Supplementary Methods. The pipette internal solution used of mEPSCs acquisition contained [in mM: 125 potassium gluconate, 5 KCl, 10 Hepes, 0.6 EGTA, 0.3 CaCl2, 2 MgCl2, 7 Phosphocreatine, 3 adenosine-5'-triphosphate (magnesium salt), 0.3 guanosine-5'-triphosphate (sodium salt) (pH adjusted to 7.25 with KOH; osmolarity 300 mOsm/l adjusted with d-Mannitol; liquid junction potential -14.8mV corrected on the data presented)]. In the PVN, parvocellular neurons were differentiated from magnocellular neurons immediately after patch rupture by preliminary electrophysiological analysis. Indeed, when submitted to a depolarizing current, magnocellular neurons exhibit a large transient outward rectification, not found in parvocellular neurons [START_REF] Luther | Voltage-gated currents distinguish parvocellular from magnocellular neurones in the rat hypothalamic paraventricular nucleus[END_REF]. Then cells were switched in voltage clamp (Vhold= -70 mV).

Miniature glutamatergic transmission was pharmacologically isolated using a GABAA selective antagonist (picrotoxin, 100 µM, Sigma Aldrich, France) and voltage-gated sodium channel inhibitor tetrodotoxin (TTX, 1µM, Tocris, France), which blocks the spontaneous activity of the network. As a control, perfusion of a mix of glutamatergic transmission antagonists [NBQX (10µM), APV (50µM), both from Abcam, France] at the end of the experiment fully blocked miniature transmission. Implication of mTORC1 signaling was tested by adding rapamycin (200 nM, VWR International, France) in the perfusion bath for 5 minutes. To challenge CB1R signaling, a selective agonist (WIN55-212, 5 µM, from Tocris) or antagonist (AM251, 4µM, from Tocris) was added for at least 12 minutes. MC4R were pharmacologically activated with the α-MSH analog melanotan II (MTII, 100 nM). Addition of the calcium chelator BAPTA (10mM, Sigma-Aldrich) to the intracellular recording solution allowed inhibiting endocannabinoid synthesis [START_REF] Castillo | Endocannabinoid signaling and synaptic function[END_REF][START_REF] Robbe | Endogenous cannabinoids mediate long-term synaptic depression in the nucleus accumbens[END_REF] in the recorded parvocellular neuron. Frequency was evaluated after a stabilization period of at least 10 minutes after the addition of BAPTA. Then, pre-incubation of the slices with a Tetrahydrolipstatin (THL, 25 µM, Sigma Aldrich), an inhibitor of the endocannabinoid 2-arachidonoyl-glycerol (2-AG) synthesis enzyme diacylglycerol lipase [START_REF] Bisogno | Cloning of the first sn1-DAG lipases points to the spatial and temporal regulation of endocannabinoid signaling in the brain[END_REF][START_REF] Lafourcade | Molecular components and functions of the endocannabinoid system in mouse prefrontal cortex[END_REF], for at least 30 minutes before and throughout the assay, specifically blocked the synthesis of 2-AG [START_REF] Bisogno | Cloning of the first sn1-DAG lipases points to the spatial and temporal regulation of endocannabinoid signaling in the brain[END_REF][START_REF] Lafourcade | Molecular components and functions of the endocannabinoid system in mouse prefrontal cortex[END_REF].

Double fluorescent in situ hybridization

The details about the mice used and the tissue collection, the generation of the riboprobes, the signal amplification, and neuroanatomical analysis are provided in the Supplementary Methods.

Statistics

Values are mean ± SEM. Miniature events frequency and amplitude during the last 4 minutes of baseline were compared to the same parameters after 10 minutes of drug perfusion (4 minutes also) using a student t-test or paired t-test with GraphPad version 8 ( La Jolla, USA).

Diet effect was analyzed using one-way ANOVA followed by Tukey's post-hoc test.

Treatment and diet effects and their interaction in matched samples were analyzed using twoway repeated measures ANOVA followed by Sidak's multiple comparisons test. P<0.05 denotes statistical significance.

Results

mTORC1 activity controls excitatory glutamatergic POMC inputs onto PVN parvocellular neurons

To investigate the role of mTORC1 in the regulation of glutamatergic inputs onto PVN parvocellular neurons, we applied the mTORC1 inhibitor rapamycin during recording. This treatment rapidly reduced mEPSC frequency (-28.2%, Figure 1 A andB), suggesting a change in presynaptic release mechanisms [START_REF] Pinheiro | Presynaptic glutamate receptors: physiological functions and mechanisms of action[END_REF], without modifying events amplitude (Suppl.

Figure 1A), which would instead indicate a change in postsynaptic functions [START_REF] Pinheiro | Presynaptic glutamate receptors: physiological functions and mechanisms of action[END_REF]. As PVN neurons receive glutamatergic inputs from various brain regions [START_REF] Ulrich-Lai | Forebrain origins of glutamatergic innervation to the rat paraventricular nucleus of the hypothalamus: differential inputs to the anterior versus posterior subregions[END_REF][START_REF] Ziegler | Brainstem origins of glutamatergic innervation of the rat hypothalamic paraventricular nucleus[END_REF] and mEPSC recording does not allow for identifying the exact source of the neurotransmitter, the effect of rapamycin could be due to mTORC1 inhibition in different PVN afferent cells. To test whether the observed changes depended upon mTORC1 activity specifically in POMC neurons, the same experiments were performed in POMC-Rptor-KO mice, which lack functional mTORC1 in POMC neurons [START_REF] Haissaguerre | mTORC1-dependent increase in oxidative metabolism in POMC neurons regulates food intake and action of leptin[END_REF] and their control littermates. POMC-Rptor-KO mice had reduced mEPSC frequency similar to what observed with rapamycin (Figure 1 C and D), indicating that functional mTORC1 in pre-synaptic POMC neurons is necessary to assure normal excitatory drive of PVN parvocellular neurons. Other afferents onto PVN neurons might still be involved in the effect on mEPSC observed with rapamycin. However, while rapamycin significantly decreased mEPSC frequency in controls (-40.1%, Figure 1 E and F), it had no effect in POMC-Rptor-KO (Figure 1 G andH). Considering that none of these experiments induced changes in mEPSC amplitude (Suppl. Figure 1 B-D), these data indicate that presynaptic mTORC1 activity in POMC neurons is required to maintain basal levels of glutamate release onto PVN parvocellular neurons.

Acute mTORC1 inhibition affects glutamate release via CB1R signaling

Endocannabinoid-CB1R signaling is a typical pre-synaptic mechanism, the activation of which reduces neurotransmitter release [START_REF] Castillo | Endocannabinoid signaling and synaptic function[END_REF][START_REF] Busquets-Garcia | CB1 Receptor Signaling in the Brain: Extracting Specificity from Ubiquity[END_REF]. To test whether CB1R might mediate the effect of rapamycin on mEPSC frequency, we blocked CB1R signaling. The application of the selective CB1R antagonist AM251 in the presence of rapamycin, re-established basal mEPSC frequency, without changes in amplitude (Figure 2 A and B and Suppl. Figure 2A).

As CB1R is expressed in POMC neurons [START_REF] Koch | Hypothalamic POMC neurons promote cannabinoid-induced feeding[END_REF], we generated mice lacking CB1R in POMC cells (thereafter called POMC-CB1R-KO). These animals had a specific deletion of CB1R in POMC neurons (Figure 2C), while expression of CB1R was fully preserved in AgRP cells (Figure 2D) and in other brain areas (data not shown).

Pharmacological blockade of mTORC1 decreased mEPSC frequency in controls (-30.9%, Figure 2 E andF), but not in POMC-CB1R-KO mice (Figure 2 G andH), indicating that activation of CB1R in POMC neurons is necessary to observe the effect of rapamycin on mEPSC frequency. None of these experiments revealed any alteration of mEPSC amplitude (Suppl. Figure 2 B-D). In agreement with a role of CB1R signaling in the modulation of mEPSC frequency at PVN parvocellular neurons, we observed that pharmacological activation of CB1R with the CB1R agonist WIN55,212-2 decreased mEPSC frequency (Figure 3 A andB). This effect was blunted in POMC-CB1R-KO mice (Figure 3 C andD), suggesting that the majority of CB1R-dependent control of mEPSC onto parvocellular cells depends on the presence of the receptor in POMC neurons. In none of these experiments we observed significant changes in mEPSC amplitude (Suppl. Figure 3 A andB).

Activation of presynaptic CB1R generally occurs via retrograde calcium-dependent mobilization of lipid endocannabinoids from post-synaptic cells [START_REF] Castillo | Endocannabinoid signaling and synaptic function[END_REF][START_REF] Busquets-Garcia | CB1 Receptor Signaling in the Brain: Extracting Specificity from Ubiquity[END_REF]. Therefore, we assessed whether post-synaptic calcium levels played a role in the effect of rapamycin on mEPSC frequency. The infusion of the calcium chelator BAPTA into PVN parvocellular neurons via the patching pipette fully blocked the rapamycin-induced decrease of mEPSC frequency (Figure 3 E andF), indicating the involvement of a calcium-dependent postsynaptic mechanism. Most endocannabinoids are lipid molecules, and the two derivatives of arachidonic acid anandamide and 2-AG are the best characterized [START_REF] Iannotti | Endocannabinoids and endocannabinoid-related mediators: Targets, metabolism and role in neurological disorders[END_REF][START_REF] Mazier | The Endocannabinoid System: Pivotal Orchestrator of Obesity and Metabolic Disease[END_REF]. To assess the nature of the endocannabinoid involved in the effect of rapamycin, we applied the 2-AG synthesis inhibitor THL [START_REF] Bisogno | Cloning of the first sn1-DAG lipases points to the spatial and temporal regulation of endocannabinoid signaling in the brain[END_REF], which prevented the rapamycin-induced reduction of mEPSC frequency (Figure 3 G and H), without any change in amplitude (Suppl. Figure 3 C andD).

Thus, acute mTORC1 inhibition mobilizes post-synaptic endocannabinoids (likely 2-AG) to activate pre-synaptic CB1R on POMC neurons to eventually reduce glutamate release onto PVN parvocellular cells. Finally, we evaluated the involvement of post-synaptic MC4R in this context, by using the α-MSH analog MTII. MC4R activation per se did not affect mEPSC frequency or amplitude (Suppl. Figure 3 E andF). However this manipulation partially restored rapamycin-induced decrease in mEPSC frequency (Figure 3 I andJ). To then assess the temporal relation between post-synaptic MC4R and pre-synaptic CB1R in the modulation of glutamate release, we combined MTII with the CB1R agonist WIN 55,212-2. After MTII pre-incubation, CB1R activation reduced mEPSC frequency (Figure 3 K andL), while in the presence of WIN (saturated CB1R), MTII had no effect (Figure 3 M andN). In all these studies there were no changes in mEPSC amplitude (Suppl. Figure 3G-I). These data therefore suggest that pre-synaptic CB1R activation is downstream the modulation of postsynaptic melanocortin signaling.

Effect of HFD exposure on mEPSC frequency of parvocellular neurons

Both hypothalamic mTORC1 and CB1R signaling are known to be altered by HFD feeding [START_REF] Mazier | The Endocannabinoid System: Pivotal Orchestrator of Obesity and Metabolic Disease[END_REF][START_REF] Cota | The role of hypothalamic mammalian target of rapamycin complex 1 signaling in diet-induced obesity[END_REF][START_REF] Cristino | Obesity-driven synaptic remodeling affects endocannabinoid control of orexinergic neurons[END_REF][START_REF] Miralpeix | Hypothalamic endocannabinoids inversely correlate with the development of dietinduced obesity in male and female mice[END_REF]. Hence, we wondered if HFD exposure could modify mEPSC frequency and how, in turn, modulation of mEPSC frequency by mTORC1 and CB1R signaling could be altered by obesogenic conditions. One week of HFD dramatically decreased basal mEPSC frequency (-47.5%, Figure 4A), an effect that was maintained after 4 weeks of HFD (-48.7%, Figure 4A). Rapamycin decreased mEPSC frequency after 1 week, but not after 4 weeks of HFD (Figure 4B-F). No changes related to the type of diet or to the treatment were observed in mEPSC amplitude (Suppl.

Figure 4A

). We then tested the involvement of CB1R signaling in the rapamycin-induced changes in mEPSC frequency under HFD. After 1 week of HFD and similarly to what reported in chow (Figure 2 A andB), incubation with the CB1R antagonist AM251 rescued rapamycin effect on mEPSC frequency, with no effect on mEPSC amplitude (Figure 4 C and D and Suppl. Figure 4B). However, rapamycin and AM251 did not alter mEPSC frequency or amplitude after 4 weeks (Figure 4 E and F and Suppl. Figure 4C). Finally, we evaluated the time course effect of the diet on the action of AM251-or WIN-induced modulation of mEPSC frequency. As expected, in chow, AM251 did not alter mEPSC frequency, but after 1 week of HFD, it rescued the low mEPSC frequency induced by HFD and had again no effect after 4 weeks of HFD (Figure 4G). Conversely, application of WIN overall decreased mEPSC frequency, with an action particularly evident under chow as compared to HFD (Figure 4H). However, under these conditions, a small mEPSC amplitude effect of AM251 (Suppl. Figure 4D) and the diet (Suppl. Figure 4E) were observed.

Overall, these data suggest the existence of an endocannabinoid tone modulating excitatory glutamatergic transmission onto PVN parvocellular neurons, whose action varies in relation to the type of diet and the length of exposure to the diet.

Discussion

Here we have investigated how mTORC1 and endocannabinoid-CB1R signaling, molecular pathways known to work as readouts of cellular energy availability [START_REF] Haissaguerre | Influence of mTOR in energy and metabolic homeostasis[END_REF][START_REF] Mazier | The Endocannabinoid System: Pivotal Orchestrator of Obesity and Metabolic Disease[END_REF], impact excitatory glutamatergic neurotransmission onto PVN parvocellular neurons, which participate to the regulation of food intake and metabolic responses [START_REF] Balthasar | Divergence of melanocortin pathways in the control of food intake and energy expenditure[END_REF][START_REF] Singru | Refeeding-activated glutamatergic neurons in the hypothalamic paraventricular nucleus (PVN) mediate effects of melanocortin signaling in the nucleus tractus solitarius (NTS)[END_REF][START_REF] Xu | Glutamate mediates the function of melanocortin receptor 4 on Sim1 neurons in body weight regulation[END_REF][START_REF] Shah | MC4R-expressing glutamatergic neurons in the paraventricular hypothalamus regulate feeding and are synaptically connected to the parabrachial nucleus[END_REF]. Our findings reveal that mTORC1 and CB1R signaling are critically involved in the modulation of glutamatergic inputs onto PVN parvocellular neurons, and that such action is exerted at the level of the POMC-parvocellular synapse.

Electrophysiological data obtained from C57BL/6J mice show that glutamatergic inputs onto parvocellular neurons are under the control of mTORC1 activity, since acute mTORC1 inhibition using rapamycin decreases mEPSC frequency. By blocking mTOR, rapamycin acutely increases food intake [START_REF] Cota | Hypothalamic mTOR signaling regulates food intake[END_REF] and causes intracellular metabolic alterations mimicking a negative energy status [START_REF] Saxton | mTOR Signaling in Growth, Metabolism, and Disease[END_REF]. Accordingly, this molecular change engages, through a still unknown mechanism, the mobilization from parvocellular neurons of endocannabinoids, which are signals of negative energy availability [START_REF] Mazier | The Endocannabinoid System: Pivotal Orchestrator of Obesity and Metabolic Disease[END_REF]. Our pharmacology studies using BAPTA and THL suggest that 2-AG is critically involved in determining the activation of presynaptic CB1R, hence inhibiting glutamatergic input onto parvocellular cells. This response is logical in physiologic terms, as under conditions of negative energy availability, parvocellular cells activated by α-MSH are expected to be inhibited [START_REF] Xu | Glutamate mediates the function of melanocortin receptor 4 on Sim1 neurons in body weight regulation[END_REF][START_REF] Shah | MC4R-expressing glutamatergic neurons in the paraventricular hypothalamus regulate feeding and are synaptically connected to the parabrachial nucleus[END_REF]. Accordingly, MC4R stimulation, which is associated with positive energy status [START_REF] Balthasar | Divergence of melanocortin pathways in the control of food intake and energy expenditure[END_REF], potentiates excitatory glutamatergic transmission onto PVN cells [START_REF] Fenselau | A rapidly acting glutamatergic ARC-->PVH satiety circuit postsynaptically regulated by alpha-MSH[END_REF]. In line with this piece of evidence, the MTII partially rescued rapamycin-induced decrease in mEPSC frequency and activation of pre-synaptic CB1R happened downstream of post-synaptic MC4R, overall implying that activation of MC4R at the parvocellular neuron may help inhibiting endocannabinoids mobilization. Furthermore, both POMC-Rptor-KO and POMC-CB1R-KO mice showed decreased mEPSC frequency at the parvocellular neurons, and use of these genetic models allowed demonstrating that the effect of rapamycin on mEPSC frequency depends on mTORC1 and CB1R in POMC neurons. These findings have several implications. First, they suggest that there is a POMCglutamatergic neurotransmission onto parvocellular neurons of the PVN. This evidence is in agreement with previous studies showing that POMC neurons can be functional glutamatergic neurons [17-19, 55, 56]. POMC glutamatergic activity seems relevant for the control of body weight, since animals lacking the glutamatergic transporter vGlut2 in POMC neurons are prone to develop diet-induced obesity [START_REF] Dennison | Age-dependent changes in amino acid phenotype and the role of glutamate release from hypothalamic proopiomelanocortin neurons[END_REF]. However, other studies have not found any POMC-glutamatergic transmission onto the PVN when using optogenetic approaches, rather showing that such transmission is under the control of ARC vGlut2-expressing neurons, 44% of which are nevertheless POMC-positive cells [START_REF] Fenselau | A rapidly acting glutamatergic ARC-->PVH satiety circuit postsynaptically regulated by alpha-MSH[END_REF]. These differences could be due to the genetic models used, interval of time between the intra-ARC administration of viral vectors carrying the expression of opsins and the actual optogenetic modulation of POMC projections in the PVN, and the total number and type of PVN target cells analyzed, as Fenselau et al. did not specifically evaluate glutamatergic transmission onto MC4R-expressing parvocellular neurons [START_REF] Fenselau | A rapidly acting glutamatergic ARC-->PVH satiety circuit postsynaptically regulated by alpha-MSH[END_REF]. Moreover, optically evoked synaptic transmission might be different from ongoing tonic excitatory inputs as revealed by recording mEPSC. Second, we observed an impact of Rptor and CB1R deletion from POMC neurons, respectively, on basal mEPSC frequency, and we cannot exclude that these changes in basal activity are due to compensatory mechanisms in these genetic models.

Third, when we exposed C57BL/6J mice to HFD, we described a drastic decrease in mEPSC frequency induced by the diet and a time-dependent loss in the ability of rapamycin to modulate excitatory input onto parvocellular neurons, which was, at least in part, dependent upon CB1R. Indeed, by investigating mEPSC changes in response to CB1R pharmacological modulation, we could conclude that there is an endocannabinoid tone regulating glutamatergic transmission onto parvocellular neurons, which varies in relation to the length of exposure to the HFD. In particular, while changes in mEPSC frequency could still be observed after 1 week of HFD in response to mTOR and CB1R blockade (Figure 4C), this was not anymore the case after 4 weeks of HFD (Figure 4E), implying that effects might have been occluded by changes in mTOR and CB1R activity induced by the HFD. Supporting this interpretation, hypothalamic endocannabinoid levels are very high in mice after 1 week of HFD, returning slowly to basal, chow-like levels, after 8 weeks on the diet [START_REF] Miralpeix | Hypothalamic endocannabinoids inversely correlate with the development of dietinduced obesity in male and female mice[END_REF]. Remarkably, we observed that ability of AM251 to increase mEPSC at parvocellular neurons was particularly evident at 1 week of HFD (Figure 4G) and that, for the same time point, inhibitory action of WIN on mEPSC was blunted (Figure 4H). Besides, hypothalamic mTORC1 signaling is reduced of around 25% after 1 day of HFD and of almost 60% after 4 weeks of HFD [START_REF] Cota | The role of hypothalamic mammalian target of rapamycin complex 1 signaling in diet-induced obesity[END_REF], which could explain the inability of rapamycin to further affect mEPSC frequency at this time point (Figure 4 B andE).

Altogether, these data allow drawing a parallel between what we described in chow and in HFD. Decreased glutamatergic input is observed both during acute inhibition of mTOR in chow, where rapamycin mimics an energy negative-like state, as well as, paradoxically, during HFD, under energy surfeit. Our findings and above reviewed studies suggest that 1 week HFD exposure increases endocannabinoid tone, while likely simultaneously decreasing mTORC1 signaling. These molecular changes induced in the hypothalamus within few days by HFD consumption, resemble molecular changes induced by physiological fasting, a situation characterized by low hypothalamic mTORC1 activity and high hypothalamic endocannabinoid levels [START_REF] Cota | Hypothalamic mTOR signaling regulates food intake[END_REF][START_REF] Kirkham | Endocannabinoid levels in rat limbic forebrain and hypothalamus in relation to fasting, feeding and satiation: stimulation of eating by 2-arachidonoyl glycerol[END_REF]. Thus, initial HFD intake may cause a molecular "fastinglike" signature, which probably helps explaining the hyperphagia accompanying the first few days of HFD feeding [START_REF] Andre | Inhibiting Microglia Expansion Prevents Diet-Induced Hypothalamic and Peripheral Inflammation[END_REF][START_REF] Benani | Food intake adaptation to dietary fat involves PSA-dependent rewiring of the arcuate melanocortin system in mice[END_REF], observed by using the same type of HFD used here [START_REF] Andre | Inhibiting Microglia Expansion Prevents Diet-Induced Hypothalamic and Peripheral Inflammation[END_REF]. 13)=1.927, p=0.07; 14 cells from 5 mice). RAPA has no effect when it is applied after BAPTA (E, F; t(13)=1.638, p=0.12; 14 cells from 4 mice) or THL (G, H; t(9)=0.073, p=0.94; 10 cells from 3 mice) pre-incubation. RAPA-induced decrease in mEPSC frequency is partially rescued by the MC4R agonist MTII (I, J; Veh vs RAPA: t(7)=2.654, p=0.03; RAPA vs MTII: t(7)=3.736, p=0.007; 8 cells from 4 mice). When MC4R are saturated with MTII, the CB1R agonist WIN still decreases mEPSCs frequency (K, L; t(8)=2.983, p=0.01; 9 cells from 3 mice). When CB1R are saturated with WIN, MTII has no effect (M, N; t(13)=1.698, p=0.12; 14 cells from 5 mice).

Representative mEPSC traces (B, D, F, H, J, L, N). Grey lines are cells' individual behavior; red line is the mean for the tested condition. *p<0.05, **p<0.01.

  Patch-clamp recordings. Patch electrodes were pulled (micropipette puller P-97, Sutter instrument, USA) from borosilicate glass (O.D. 1.5 mm, I.D. 0.86 mm, Sutter Instrument) to a resistance of 2-4 mΩ. Electrophysiological data were recorded using a Multiclamp 700B amplifier (Molecular devices, UK), low-pass filtered at 4 kHz and digitized at 10Hz (current clamp) or 4 Hz (voltage clamp) (Digidata 1440A, Molecular devices, UK). Signals were analyzed offline (Clampfit software, pClamp 10, Molecular devices, UK).

Further

  studies are needed to determine the role played by excitatory glutamatergic input onto parvocellular neurons of the PVN in the rapid behavioral changes associated with the consumption of HFD and consequent development of obesity. Contribution statement WM, NS, VS, and AC performed the experiments and collected the data; WM, GM, FM, and DC analyzed and critically discussed the data; WM and DC conceptualized the studies and DC together with FM supervised the work; WM and DC wrote the manuscript. All authors have read, edited and approved the final version of the manuscript.

Figure legends Figure 1 .

 legends1 Figure legends

Figure 2 .

 2 Figure 2. CB1 receptors in POMC neurons are necessary for mTORC1-dependent

Figure 3 .

 3 Figure 3. Inhibitory action of rapamycin on glutamate release onto PVN parvocellular

Figure 4 .

 4 Figure 4. HFD exposure impacts glutamatergic inputs onto PVN parvocellular neurons

Figure 1 .

 1 Figure 1. Mazier et al. A B

Figure 4 .

 4 Figure 4. Mazier et al.

Acknowledgements

We thank the animal facility and the genotyping platform of the INSERM U1215 NeuroCentre Magendie, funded by INSERM and Labex Brain (ANR-10-LABX-43), for animal care and mouse genotyping. In particular, help of Delphine Gonzales, Fiona Corailler, Helizabeth Huc, Philippe Alzieu and Florian Monteuil is acknowledged. We also thank Dr. Francis Chaouloff and Geoffrey Terral (INSERM U1215) for useful suggestions and helpful discussion. The microscopy was done in the Bordeaux Imaging Center, a service unit of the CNRS-INSERM and Bordeaux University, member of the national infrastructure France BioImaging. The help of Fabrice Cordelières is acknowledged. This work was supported by INSERM (DC, GM) and Nouvelle Aquitaine Region (DC, GM), ANR-13-BSV4-0006 Neuronutrisens (DC, GM), ANR-18-CE14-0029 Mitobesity (DC, GM), ANR-2010-1414-01 (DC), Labex BRAIN ANR-10-LABX-43 (DC, GM), Fondation Francophone pour la Recherche sur le Diabète, which is sponsored by Fédération Française des Diabétiques (AFD), AstraZeneca, Eli Lilly, Merck Sharp & Dohme, Novo Nordisk, and Sanofi (DC), Inserm/Region and FRM PhD fellowship FDT20150532545 (NS), PhD fellowship from the French Ministry of Higher Education and FRM PhD fellowship FDT201805005371 (VS), European Research Council (Endofood, ERC-2010-StG-260515 and CannaPreg, ERC-2014-PoC-640923, MiCaBra, ERC-2017-AdG-786467, GM), Fondation pour la Recherche Medicale (FRM, DRM20101220445, GM).

Duality of Interest

The authors declare no competing financial interest in relation to the work described.

Appendix A. Supplementary information


Philippe Giraud
email: philippe.giraud@aphp.fr

Hélène Tournat

Sarah Kreps

Jean-Emmanuel Bibault

Antoine Dautruche

Emmanuelle Fabiano

Thomas Feutren

Catherine Durdux

Radiothérapie des oligométastases : principaux essais en cours et à venir en France Stereotactic body radiotherapy of oligometastases: main pending trials and to come in France

Keywords: Radiothérapie stéréotaxique, oligométastases stereotactic radiotherapy, oligometastases

La radiothérapie en conditions stéréotaxiques des oligométastases, non fractionnée ou hypofractionnée, représente un changement fondamental dans la pratique de la spécialité telle qu'elle a été développée depuis un peu plus d'un siècle. Malgré la très grande hétérogénéité de sites, de techniques, de doses, la plupart des études retrouve un taux de contrôle local élevé, autour de 70 à 90% à 2 ans, et une toxicité réduite, autour de 5% de cas de grade 3 à 2 ans. Quatre principaux essais de phase II et III sont en cours en France. Les recherches futures concernent l'association de la radiothérapie en conditions stéréotaxiques avec les immunomodulateurs ou différents protocoles de chimiothérapie classiques, l'identification des meilleures présentations cliniques, enfin l'optimisation du fractionnement et de la dose biologique dans les localisations de pronostic défavorable.

Introduction

Classiquement, le traitement de la « maladie métastatique » est la chimiothérapie exclusive.

Malheureusement, à part les tumeurs très chimiosensibles comme celles germinales, la chimiothérapie exclusive n'est que palliative, sans action suffisante sur les lésions macroscopiques. Il y a presque 20 ans, Hellman et Weichselbaum ont été les premiers à définir un stade « oligométastatique » intermédiaire entre des maladies localisées et diffuses, dans lequel le nombre et les sites atteints restent limités [START_REF] Hellman | Oligometastases[END_REF]. Les données récentes de la littérature semblent confirmer l'existence d'un tel état intermédiaire ou parallèle. Les progrès des traitements systémiques et surtout ceux des techniques locorégionales, comme la chirurgie, la radiologie interventionnelle et la radiothérapie, permettent aujourd'hui d'explorer et de tirer profit de cette présentation clinique particulière [START_REF] Onishi | Stereotactic body radiotherapy for metachronous multisite oligo-recurrence: a long-surviving case with sequential oligorecurrence in four different organs treated using locally radical radiotherapy and a review of the literature[END_REF][START_REF] Tree | Stereotactic body radiotherapy for oligometastases[END_REF]. Dans cette situation, l'objectif est d'obtenir le meilleur contrôle local possible soit en stérilisant directement ces foyers secondaires, soit en facilitant l'action des traitements systémiques, afin d'allonger la survie globale. Il est donc nécessaire, d'une part, de sélectionner les patients qui sont susceptibles d'être atteints d'une maladie oligométastatique et d'autre part de disposer d'une thérapie locorégionale adaptée efficace et peu toxique. Les critères habituellement retenus sont le nombre total de métastases et de sites atteints ainsi que le temps entre la progression métastatique et le traitement de la lésion primitive. D'autres éléments liés aux patients doivent également être pris en compte comme l'âge, l'histologie, les maladies associées, etc. (4). Cet article décrit les essais en cours et les stratégies imaginées pour la prise en charge de ces formes oligométastatiques en fonction de ces critères de sélections.

Maladie oligométastatique

Nous ne reviendrons pas sur la définition, l'histoire naturelle, les hypothèses liminaires, ainsi que sur les principaux résultats actuels de l'efficacité de la radiothérapie en conditions stéréotaxiques dans la maladie oligométastatique présentés dans les articles précédents. Néanmoins, les essais en cours et les réflexions sur les études à venir reposent tous sur les éléments physiopathologiques suivants.

Pour quelles localisations ?

Les cellules métastatiques peuvent disséminées dans tous les organes mais certains d'entre eux, de par leurs vascularisations, un tropisme particulier des cellules métastatiques, ou certaines particularités vis-à-vis des traitements systémiques, sont plus souvent atteints que d'autres. Le poumon est ainsi le site métastatique le plus fréquemment atteint, probablement en raison de sa connexion avec d'importants réseaux veineux (cave supérieur et inférieur) et lymphatiques (canal thoracique) qui drainent vers lui le sang et la lymphe de la plus grande partie des organes du corps humain. Les métastases pulmonaires surviennent dans environ 30% des cancers et quasiment pour tous les types histologiques tumoraux [START_REF] Onishi | Stereotactic body radiotherapy for metachronous multisite oligo-recurrence: a long-surviving case with sequential oligorecurrence in four different organs treated using locally radical radiotherapy and a review of the literature[END_REF][START_REF] Tree | Stereotactic body radiotherapy for oligometastases[END_REF]. C'est donc l'organe le plus concerné dans les études qui portent sur la radiothérapie stéréotaxique des oligométastases.

Situé sur le réseau porte et lymphatique de la plupart des organes abdominaux, le foie est également un site très souvent atteint, dépassant même le poumon dans les séries autopsiques. Les séries les plus importantes concernent naturellement les cancers du côlon. Au moment du diagnostic, 19% des patients pris en charge pour un cancer du côlon ont déjà des métastases hépatiques. Elles surviennent dans environ 50% des patients tout au long de leur parcours de soin. À 5 ans, le taux de survie de ces patients n'est que de 11% en moyenne. En ce qui concerne les autres localisations métastatiques, le cerveau représente une entité à part : bien que la présentation habituelle soit une localisation unique, en réalité, les disséminations métastatiques sus et sous-tentorielle sont très fréquentes. Si tous les types de cancers peuvent se propager dans le cerveau, le cancer du poumon est à l'origine de plus de 80% des métastases cérébrales. Comme pour le cerveau, le caractère solitaire des métastases osseuses est extrêmement difficile à prouver. Une métastase osseuse réellement unique n'existe que dans 2 à 3% des cas (2-4).

Pour quels patients ?

La difficulté essentielle dans cette nouvelle stratégie est de sélectionner les patients réellement oligométastatiques. Trois situations cliniques peuvent être distinguées : les patients qui sont atteints d'une oligométastase d'emblée synchrone de la découverte de la tumeur primitive, ceux qui voient se développer une oligométastase métachrone précocement après le traitement initial qui a permis de réduire la lésion primitive, et enfin ceux qui sont atteints d'une récidive à distance du traitement initial sous la forme exclusive d'une oligométastase. Ces différents groupes ont très certainement des évolutions distinctes qui nécessitent une prise en charge différente [START_REF] Tree | Stereotactic body radiotherapy for oligometastases[END_REF]

Essais en cours

Vingt-cinq essais internationaux sont t en cours sur la radiothérapie en conditions

Essais à venir

Conclusion

Il

  Abbimune (A trial of durvalumab and tremelimumab in comibination with SBRT in patients with metastatic cancer) (NCT03212469 : Gustave-Roussy Campus, Pr Deutsch, Dr Lanoy), et Iram (Phase II trial assessing the efficacy of immunoradiation abscopal effect in patients with metastatic cancers) (NCT03323424 : Institut de la Loire, Pr Magné, Dr Rancoule).

  La radiothérapie en conditions stéréotaxiques représente un changement fondamental dans la pratique de la spécialité telle qu'elle a été développée depuis un peu plus d'un siècle. Elle est maintenant considérée comme la technique de choix, et équivalente à la chirurgie, pour les petites tumeurs ou les oligométastases chez les patients médicalement inopérables ou à risque.Les hypothèses physiopathologiques qui soutiennent l'action de la radiothérapie en conditions stéréotaxiques et les résultats indéniables de cette technique dans la situation particulière des oligométastases restent encore mal définies. Au-delà du postulat d'une diffusion oligométastatique extrêmement limitée à un seul organe pour quelques patients très sélectionnés, une autre explication très attrayante à l'heure des thérapies ciblées immunomodulatrices (anti-CTL4, anti-PD-L1, etc.) consisterait en l'intervention d'un « effet de voisinage » (effet abscopal) qui surviendrait surtout pour les très hautes doses d'irradiation. Ces stratégies sont déjà testées dans plusieurs essais, notamment en France. Les recherches futures concernent également la meilleure identification des patients qui bénéficient le plus de la radiothérapie en conditions stéréotaxiques, l'optimisation du fractionnement et des séquences thérapeutiques, l'association de la radiothérapie en conditions stéréotaxiques avec une chimiothérapie adjuvante par exemple pour réduire le risque de récidive à distance notamment dans les cancers bronchiques non à petites cellules l'augmentation de la dose biologique dans les métastases supérieures à 4 cm, et enfin la radiothérapie en conditions stéréotaxiques par protons[START_REF] Otake | Stereotactic radiotherapy for oligometastasis[END_REF].

  . Ils ne sont malheureusement rarement pris directement en compte dans les essais. Les facteurs pronostiques en rapport avec l'efficacité de la radiothérapie en conditions stéréotaxiques (contrôle local, survie sans progression et

	survie globale) sont :
	•	l'histologie : les cancers du sein ont un pronostic plus favorable que les autres types de cancers,
		le taux de survie sans progression est de 36% à 2 ans contre 13% pour les autres cancers et le
		taux de survie globale de 47% contre 9% à 6 ans. Le taux de contrôle local est aussi augmenté à
		87% contre 74% (5) ;
	•	le temps jusqu'à progression après radiothérapie en conditions stéréotaxiques : Inoue et al. ont
		rapporté que le taux de survie à 3 ans était de 53% quand la récidive métastatique survenait
		avant 12 mois contre 19% après 1 an (6) ;

•

le site métastatique : les patients atteints de métastases localisées à un seul site, surtout à un os ou aux ganglions médiastinaux pulmonaires, ont une meilleure probabilité de survie globale.

Les localisations secondaires surrénaliennes ont un pronostic plus défavorable que les autres (5) ; • le nombre total de métastases : dans l'étude de Salama et al., les patients atteints d'une à trois métastases avaient de meilleurs taux de survies sans progression et globale que ceux qui étaient atteints de quatre ou cinq, 46% contre 75% à 9 mois) (7) ; • la taille (volume) : chez les patients atteints de petites métastases de taille inférieure ou égale à 3 cm , le taux de contrôle à 3 ans est de 100 % contre 77% pour les autres. Milano et al. ont également observé une relation inverse entre le taux de contrôle local et la taille pour les métastases d'autres origines que le sein (5) ; • la dose d'irradiation : comme pour les lésions primitives, toutes les études retrouvent la nécessité de délivrer une dose totale équivalente biologique (BED) d'au moins 100 Gy pour obtenir les meilleurs résultats (5, 8).

  apparaît d'ores et déjà qu'une approche « agressive » par chirurgie, radiofréquence ou radiothérapie puisse obtenir des taux de contrôle local très encourageants pour une population de patients très sélectionnés, oligométastatiques,. Les premiers résultats, notamment pour les métastases pulmonaires et hépatiques, sont très prometteurs. Il conviendra néanmoins de valider l'efficacité clinique et sa moindre toxicité à plus long terme par des études randomisées comparatives et d'évaluer parallèlement son rapport coût-efficacité par des études médicoéconomiques (9). Conception du travail : PG ; collecte des données et rédaction du manuscrit initial : PG ; révision du manuscrit : PG, HT, SK, JEB, AD, EF, TF, CD. La version finale du manuscrit a été approuvée par tous les auteurs.

	Pas de conflit d'intérêts
	Contribution des auteurs

Tableau 1. Principales études en cours en France de radiothérapie en conditions stéréotaxiques d'oligométastases.

Main studies ongoing in France on stereotactic radiotherapy for oligometastases.


Dr D Pasquier
email: d-pasquier@o-lambret.fr

T Lacornerie

X Mirabel

C Brassart

L Vanquin

E Lartigau

Radiothérapie stéréotaxique extra crânienne

Keywords: Radiothérapie en conditions stéréotaxiques extra crânienne, tissus sains, organes à risque Stereotactic body radiotherapy, normal tissues, organs at risk

La radiothérapie en conditions stéréotaxiques (RTCS) extracrânienne s'est développée rapidement ces dernières années. La préservation optimale des tissus sains est une question majeure en raison de leur sensibilité importante aux doses élevées par séance. L'hypofractionnement peut rendre systématiques les erreurs aléatoires. Une préservation optimale des organes à risque passe tout d'abord par une implémentation rigoureuse de cette technique selon les référentiels publiés. La robustesse de l'imagerie servant à la planification et la formation du personnel médical et paramédical font également partie intégrante de ces référentiels. Le choix des indications et du fractionnement, l'hétérogénéité de la dose, la balistique sont également des moyens d'optimiser la protection des tissus sains. La non coplanarité et le tracking des cibles mobiles permettent un gain dosimétrique dans certaines situations cliniques. La planification automatique pourrait également permettre une meilleure protection des tissus sains. La radiothérapie en conditions stéréotaxique extra-crânienne adaptative, avec de nouvelles modalités d'imagerie embarquée comme l'IRM, pourrait permettre de diminuer encore le risque de toxicité.

La radiothérapie en conditions stéréotaxiques (RTCS) s'est développée rapidement ces dernières années. Selon les données de l'Observatoire de la Radiothérapie de l'Institut National du Cancer (INCA), 45% des centres français utilisaient des techniques de radiothérapie stéréotaxique intra-et extracrâniennes en 2017 contre 18% en 2012. Parmi ces centres tous ne traitent pas l'ensemble des localisations. En 2017, plus de 7 000 premières préparations de radiothérapie en conditions stéréotaxiques extracrâniennes ont été réalisées dans les centres concernés. Les localisations les plus fréquemment traitées sont par ordre décroissant les tumeurs primitives ou secondaires broncho pulmonaires, les métastases rachidiennes et les tumeurs hépatiques. Cette même année la présence d'un scanographe quadridimensionnel était rapportée dans 60 % des centres [1].

Historiquement la radiothérapie stéréotaxique a concerné le repérage en 3 dimensions à l'intérieur du crâne. Aujourd'hui ce concept a été étendu au repérage précis et reproductible de toute cible dans l'espace à l'échelle du millimètre et dans le temps. Il n'existe pas de définition univoque de la radiothérapie en conditions stéréotaxiques mais la définition la plus souvent retenue est une radiothérapie réalisée selon un hypofractionnement « extrême », à dose ablative, préparée et réalisée avec une précision millimétrique, avec contrôle de la cible et de ses mouvements. Elle se caractérise par un gradient de dose très fort à la fois pour les localisations intra et extracraniennes. Une attention particulière doit être portée à l'optimisation de la préservation des tissus sains en raison de leur sensibilité importante aux doses élevées par séance. Par ailleurs l'hypofractionnement extrême peut rendre systématique les erreurs aléatoires et majorer la dose délivrée aux organes à risque. Il existe dans la littérature de nombreuses recommandations de seuils dose-volume pour les organes à risques selon les sites traités, la dose totale et le fractionnement [START_REF] Pollom | Normal Tissue Constraints for Abdominal and Thoracic Stereotactic Body Radiotherapy[END_REF][START_REF] Noël | Delineation of organs at risk and dose constraints[END_REF][START_REF] Barillot | Reference bases of radiotherapy under stereotaxic conditions for bronchopulmonary, hepatic, prostatic, upper aero-digestive, cerebral and bone tumors or metastases[END_REF].

Cet article ne peut pas être exhaustif et aborder l'ensemble des situations cliniques. Il vise à citer les grands principes de l'optimisation de la protection des organes à risque en les illustrant par quelques exemples. La plupart des thèmes abordés dans cet article traitant de la protection des organes à risque ne dépendent pas à proprement parler de la machine utilisée mais correspondent à une optimisation des pratiques quel que soit l'équipement.

Implémentation de la radiothérapie en conditions stéréotaxiques

La préservation des organes à risque passe tout d'abord par une implémentation rigoureuse des pratiques de radiothérapie en conditions stéréotaxiques. Les exigences en matière de calibration des faisceaux, de planification du traitement, de précision dans l'exécution et d'assurance qualité sont plus importantes que dans d'autres domaines de la radiothérapie. En 2013, l'Autorité de sûreté nucléaire (ASN) a saisi le groupe permanent d'experts en radioprotection pour les applications médicales et médicolégales des rayonnements ionisants (GPmed) afin que ce groupe émette des recommandations sur les conditions de mise en oeuvre des nouvelles techniques en radiothérapie et des pratiques associées. Ces recommandations ont fait l'objet d'un avis émis par le GPmed et adopté en 2015 [START_REF] Lartigau | Implementing new technology in radiation oncology: The French agency for nuclear safety (ASN) report[END_REF]. Les thèmes abordés sont la gestion de projet, les ressources humaines (oncologues radiothérapeutes, physiciens médicaux, manipulateurs en électroradiologie, dosimétristes mais aussi qualiticiens, techniciens de mesure), la formation préalable à la mise en oeuvre ainsi que la formation continue des équipes notamment par les constructeurs, les conséquences sur le niveau d'équipement des plateaux techniques souhaitant mettre en place ces nouvelles technologies, les équipements nécessaires notamment pour la dosimétrie et les contrôles de qualité des dispositifs utilisés, les équipements et procédures pour le contrôle de qualité des traitements incluant la vérification de la dose délivrée, l'accompagnement par des experts externes et la mise en place d'un programme d'assurance qualité et le processus d'analyse de risque a priori.

L

e Groupe de travail 101 de l'Association Américaine des Physiciens Médicaux (AAPM) [START_REF] Benedict | Stereotactic body radiation therapy: The report of AAPM Task Group 101[END_REF] a publié un rapport à l'intention des physiciens médicaux et des cliniciens afin de présenter les meilleures pratiques en matière de radiothérapie en conditions stéréotaxiques.

Des recommandations sont fournies en vue de la mise en oeuvre d'un programme de radiothérapie en conditions stéréotaxiques, dont les protocoles, l'équipement, les ressources et les procédures d'assurance qualité. Un document similaire a été publié sous l'égide de l'American Society for Radiation Oncology (ASTRO) et de l'AAPM [START_REF] Solberg | Quality and safety considerations in stereotactic radiosurgery and stereotactic body radiation therapy: Executive summary[END_REF] une différence de localisation de 3 mm de la moelle épinière au sein du canal médullaire [START_REF] Van Mourik | Reproducibility of the MRI-defined spinal cord position in stereotactic radiotherapy for spinal oligometastases[END_REF]. L'IRM doit être réalisée autant que possible dans la position de traitement, les mêmes auteurs ayant montré dans le contexte de RTCS des lésions vertébrales que la différence de position du patient pouvait entraîner un déplacement de la moëlle épinière au sein du canal médullaire [START_REF] Van Mourik | Reproducibility of the MRI-defined spinal cord position in stereotactic radiotherapy for spinal oligometastases[END_REF]. Un repositionnement identique va également faciliter le recalage. Le référentiel de l'American Society for Therapeutic Radiology and Oncology (ASTRO) et de l'American College of Radiology (ACR) attire l'attention sur la distorsion des images d'IRM et préconise le recalage avec la tomodensitométrie afin de minimiser son influence [START_REF] Potters | American for Therapeutic Radiology and Oncology (ASTRO) and American College of Radiology (ACR) practice guideline for the performance of stereotactic body radiation therapy[END_REF]. La tomodensitométrie reste indispensable en raison de l'information apportée sur les densités électroniques et l'IRM est actuellement utilisée après recalage inter-modalités. Ce recalage peut néanmoins être le siège d'une variabilité entre les observateurs. Toussaint et al. [START_REF] Toussaint | Variability in spine radiosurgery treatment planning -results of an international multi-institutional study[END_REF] ont évalué les différences de recalage entre tomodensitométrie et IRM rachidiennes entre quatre équipes. Les différences de recalage étaient en moyenne de 5 et 6 mm dans deux axes sur trois; la différence était supra centimétrique pour le cas du rachis dorsal, entre deux examens qui n'étaient pas réalisés dans la même position. En dehors de ce cas, les différences étaient en moyenne de 2 à 4 mm et de 2 à 6 degrés par axe [START_REF] Toussaint | Variability in spine radiosurgery treatment planning -results of an international multi-institutional study[END_REF]. L'optimisation de la balistique est également un moyen de préserver les tissus sains. plus homogènes, dans le cas du CyberKnife™ en raison du choix de l'isodose de prescription de 80% de la Dmax [START_REF] Gevaert | Dosimetric comparison of different treatment modalities for stereotactic radiosurgery of arteriovenous malformations and acoustic neuromas[END_REF]. de radiothérapie en conditions stéréotaxiques de cancer de la prostate de 13 centres ont été évalués. L'expérience du physicien était corrélée à des doses plus faibles aux organes à risque (V28Gy et V32Gy du rectum, V30 Gy de la vessie). Les nouveaux plans ont montré une réduction significative de la variabilité de la V28Gy du rectum et une augmentation de l'homogénéité de la dose du PTV [START_REF] Villaggi | Plan quality improvement by DVH sharing and planner's experience: Results of a SBRT multicentric planning study on prostate[END_REF].

Choix des indications et du fractionnement

Planification automatique, optimisation multi critères

L'optimisation multi critères pourrait également participer à une meilleure préservation des tissus sains. Tout comme la planification automatique elle a été jusqu'alors plus décrite avec les techniques de RCMI que de radiothérapie en conditions stéréotaxiques [START_REF] Schlaefer | Stepwise multi-criteria optimization for robotic radiosurgery[END_REF][START_REF] Chen | Efficiency gains for spinal radiosurgery using multicriteria optimization intensity modulated radiation therapy guided volumetric modulated arc therapy planning[END_REF].

A l'avenir: radiothérapie en conditions stéréotaxiques adaptative, IRM-Linac ?

Il est admis que la radiothérapie stéréotaxique des lésions mobiles ne peut se faire qu'avec une appréciation la plus précise possible des mouvements liés à la respiration.

L

  'utilisation de faisceaux non coplanaires peut permettre une préservation accrue des tissus sains dans certaines situations cliniques. Il n'est pas possible de mener ici une revue exhaustive des comparaisons dosimétriques pour l'ensemble des localisations. Pour les localisations hépatiques l'ajout d'incidences non coplanaires en arcthérapie volumétrique modulée (VMAT) permet une réduction significative de la dose délivrée aux tissus sains au prix d'un allongement minime de la durée de la séance[START_REF] Sharfo | VMAT plus a few computer-optimized non-coplanar IMRT beams (VMAT+) tested for liver SBRT[END_REF]. Des plans de traitements avec trois à quatre faisceaux non coplanaires complémentaires, ou avec faisceaux champs non coplanaires, permettait de diminuer le volume de foie recevant une dose supérieure à 15 Gy de 5 cc et 80 cc en moyenne comparativement à un traitement en VMAT exclusivement coplanaire[START_REF] Woods | Viability of Non-Coplanar VMAT for Liver SBRT as Compared to Coplanar VMAT and Beam Orientation Optimized 4π IMRT[END_REF]. Dans le contexte de la radiothérapie en conditions stéréotaxiques vertébrale, le CyberKnife™ permettait la dose à la moelle la plus faible avec un gradient de dose le plus important. Les traitements étaient plus rapides en RapidarcTM « Flattening Filter Free », Tomotherapy™ et Vero™[START_REF] Nalichowski | Single fraction radiosurgery/stereotactic body radiation therapy (SBRT) for spine metastasis: A dosimetric comparison of multiple delivery platforms[END_REF]. Pour des localisations cérébrales (neurinomes de l'acoustique et malformations artérioveineuses) les champs non coplanaires (Gamma-Knife-Perfexion™ et Cyberknife™) permettaient une meilleure conformité par rapport aux plans de traitement délivrés par le Novalis-Tx™ au prix d'une durée de séance plus longue. Les plans non isocentriques (Cyberknife™) ou avec modulation de l'intensité (Novalis-Tx-DMLC-IMRT™) délivraient plus de faibles doses que les plans avec plusieurs isocentres (Gamma-Knife-Perfexion™) ou avec arcs dynamiques (Novalis-Tx-DCA™). Les plans avec planification inverse et modulation de l'intensité (Novalis-Tx-DMLC-IMRT™ et CyberKnife™) étaient les

L

  'examen de référence est la tomodensitométrie 4D. Pour le traitement différentes attitudes sont possibles, aboutissant à des volumes irradiés décroissant : volume cible interne (ITV), mid-position, gating, tracking. Quelques travaux comparent ces techniques; pour les lésions pulmonaires le gating permet une préservation accrue du poumon pour des amplitudes supérieures à 2 cm [36]. Pour Caillet et al., le tracking permettait une réduction du volume du PTV, une meilleure couverture du GTV et préservation des tissus sains par rapport aux méthodes basées sur le mid-position et sur l'ITV [37]. Concernant les lésions hépatiques le tracking permet une meilleure conformation et une diminution du volume hépatique recevant plus de 15 Gy [38]. Les développements technologiques permettent de coupler une IRM à haut ou bas champ et un accélérateur (IRM-Linac), ouvrant la perspective d'une nouvelle modalité d'imagerie pour le tracking. L'équipe du Royal Marsden a montré la faisabilité du tracking de cibles pulmonaires avec une IRM-Linac à haut champ. Le champ magnétique entraînait des écarts dosimétriques faibles aux interfaces air-tissu [39]. Les développements de l'imagerie embarquée permettent en cas de modifications majeures du volume cible et/ou des organes à risques niouvelles planifications successives; il s'agit alors de radiothérapie adaptative. Briens et al. font une synthèse des stratégies et bénéfices de la radiothérapie adaptative selon les localisations tumorales dans ce numéro [40]. Cette technique pose le problème des étapes de sa mise en oeuvre et du calcul de la dose cumulée; elle est en cours d'évaluation et n'est pas validée en routine clinique dans le contexte de la RCMI. Elle pourrait également apporter un bénéfice en radiothérapie en conditions stéréotaxiques en majorant la couverture des volumes cibles et la protection des organes à risque. Pour la radiothérapie en conditions stéréotaxiques fractionnée en trois à cinq séances des lésions secondaires cérébrales de cancer bronchique non à petites cellules et de cancer du sein, Lee et al. ont observé grâce à des IRM réalisées après une ou deux séances, une diminution du volume tumoral pour 18 des 40 lésions. La replanification permettait une meilleure préservation du parenchyme cérébral [41]. Les machines IRM-Linac sont des outils optimisés pour la radiothérapie adaptative quotidienne en raison du contraste élevé pour les tissus mous de cette modalité d'imagerie, la plus proche de la réalité anatomique pour de nombreuses localisations tumorales [42]. La radiothérapie adaptative réalisée grâce aux IRM-Linac peut être basée sur l'anatomie du moment et/ou sur la réponse tumorale en cours de traitement grâce à l'imagerie fonctionnelle. Par exemple, l'IRM de diffusion et de perfusion évaluent respectivement la densité cellulaire et la vascularisation tumorales. Une IRM haut champ favorise l'accès à l'IRM fonctionnelle. Cette dernière méthode pourrait permettre de diminuer le volume d'irradiation ou la dose totale dans le cadre d'une désescalade thérapeutique. Ces deux méthodes (anatomique et fonctionnelle) pourraient faciliter la préservation des organes à risque. Des études préliminaires montrent que la replanification sur IRM des lésions bronchiques et pancréatiques permettrait d'obtenir un meilleur indice de conformité et une préservation accrue des tissus sains [43-45]. Tout comme en RCMI la radiothérapie en conditions stéréotaxiques adaptative doit être mise en oeuvre dans le cadre d'essais cliniques prospectifs.Enfin, similairement à d'autres domaines de la radiothérapie, l'implémentation de l'imagerie fonctionnelle et métabolique du volume tumoral et des tissus sains dans la planification, voire dans la replanification pourrait permettre une meilleure épargne des organes à risque. Il existe de nombreux obstacles à surmonter, dont la quantification de ces méthodes d'imagerie, leur normalisation, le moyen optimal d'intégrer cette information dans la planification, et la mise en oeuvre d'essais afin de montrer un bénéfice clinique[START_REF] Matuszak | Functional Adaptation in Radiation Therapy[END_REF].ConclusionLa radiothérapie en conditions stéréotaxiques s'est développée rapidement ces dernières années. La préservation optimale des tissus sains passe tout d'abord par une implémentation rigoureuse de cette technique selon les référentiels publiés. La robustesse de l'imagerie servant à la planification et la formation du personnel médical et paramédical font partie intégrante de ces référentiels. Le choix des indications et du fractionnement, de la balistique, du gradient et de l'uniformité de la dose sont également un moyen d'optimiser la protection des tissus sains. La non coplanarité et le tracking permettent un gain dosimétrique dans certaines situations cliniques. Comme en RCMI la planification automatique et l'optimisation multi critères pourrait également permettre une meilleure protection des tissus sains. La radiothérapie en conditions stéréotaxiques adaptative, avec de nouvelles méthodes d'imagerie embarquée comme l'IRM pourrait permettre de diminuer encore le risque de toxicité.

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uniformité et gradient de dose, balistique

  La préservation des tissus sains dépend également du choix des indications et du fractionnement selon le site, du volume tumoral et de sa proximité avec les organes à risque.Les schémas de fractionnement doivent être adaptés à la localisation et à la taille de la tumeur. Par exemple dans le contexte de radiothérapie en conditions stéréotaxiques des cancers bronchiques les doses les plus élevées par fraction sont utilisées pour les tumeurs La prescription de la dose des traitements en conditions stéréotaxiques est hétérogène suivant les techniques et les équipes : le choix de l'isodose périphérique au PTV, qui conditionne pour une large part le gradient autour du volume et la robustesse du plan, c'est à dire la capacité du plan à représenter correctement les doses délivrées au volume cible et aux organes à risque en tenant compte des incertitudes, ne fait pas consensus, de même que la couverture du volume[START_REF] Pasquier | Stereotactic body radiation therapy for spinal metastases[END_REF]. Le rapport de l'ICRU 91 préconise de rapporter les mêmes valeurs que pour le rapport n°83 consacré à la RCMI, à savoir les D2%, D50%, D98% (Dx% : de prescrire une dose homogène ou d'optimiser afin de préserver ces tissus sains. Nous pouvons prendre l'exemple du cancer de la prostate ; dans ce cas l'urètre est contenu dans le volume cible et deux attitudes sont possibles. L'équipe de San Diego a par

	exemple décrit une pratique minoritaire qui consiste en une prescription hétérogène proche
	de celle d'une curiethérapie; dans leur pratique la dose maximale au sein du PTV doit être
	comprise entre 150 et 200% de la dose prescrite [21,22]. Les doses maximales à l'urètre et à
	la paroi vésicale sont limitées à 120% de la dose prescrite, et l'IRM et la tomodensitométrie
	de centrage sont réalisées avec une sonde urinaire afin de délinéer l'urètre de la façon la
	préservation des tissus sains (Figures 1a et 1b, d'après Craft et al. [20]). Dans les volumes
	cibles ne contenant pas de tissus sains, comme potentiellement, les lésions hépatiques,
	pancréatiques, ganglionnaires, les contraintes supérieures sur la dose au sein de la cible

plus périphériques. Pour les tumeurs les plus volumineuse ou situées à proximité des organes à risque les doses par fraction sont plus faibles. Ainsi le schéma le plus utilisé est trois fractions de 18-20 Gy pour les tumeurs de stade T1, cinq fractions de 11 à 12 Gy pour les tumeurs les plus volumineuses ou proches de la paroi thoracique, et huit fractions

de 7,5

Gy pour les tumeurs proches du médiastin

[START_REF] Barillot | Reference bases of radiotherapy under stereotaxic conditions for bronchopulmonary, hepatic, prostatic, upper aero-digestive, cerebral and bone tumors or metastases[END_REF][START_REF] Lagerwaard | Outcomes of risk-adapted fractionated stereotactic radiotherapy for stage I non-smallcell lung cancer[END_REF][START_REF] Senan | Surgery versus stereotactic radiotherapy for patients with earlystage non-small cell lung cancer: more data from observational studies and growing clinical equipoise[END_REF]

. Le référentiel de l'European Society for Radiotherapy and Oncology (ESTRO) préconise une dose de 3 x 18 Gy (PTV [Volume cible prévisionnel] D95-D99 [dose dans 95-99 % du volume] ; Dmax [dose maximale] <125% à <150%) pour les patients sans maladie associée sévère; un consensus a été obtenu pour les schémas de 3 x 15 Gy pour les lésions périphériques et de 4 x 12 Gy (PTV D95-D99; Dmax <125% to <150%) pour les lésions avec un contact large avec la paroi thoracique

[START_REF] Guckenberger | ESTRO ACROP consensus guideline on implementation and practice of stereotactic body radiotherapy for peripherally located early stage non-small cell lung cancer[END_REF]

. La notion de contre-indication à une radiothérapie en conditions stéréotaxiques pour les lésions centrales (« no-fly zone ») est remise en cause. Dans les recommandations de l'European Organization for Research and Treatment of Cancer (EORTC) si il est préconisé de ne pas employer la radiothérapie en conditions stéréotaxiques hypofractionnée pour les tumeurs «ultra-centrales » ; la radiothérapie en conditions stéréotaxiques peut être utilisée pour les tumeurs centrales en adoptant un schéma moins hypofractionné et adapté aux organes à risque dans la mesure ou plusieurs séries montrent cette faisabilité

[START_REF] De Ruysscher | European Organization for Research and Treatment of Cancer (EORTC) recommendations for planning and delivery of high-dose, high precision radiotherapy for lung cancer[END_REF]

.

Prescription,

dose dans x % du volume) pour le PTV mais aussi pour le GTV/CTV (volume cible antomoclonique), la D95% pouvant utilement compléter

[START_REF] Palmans | Dosimetry of small static fields used in external photon beam radiotherapy: Summary of TRS-483, the IAEA-AAPM international Code of Practice for reference and relative dose determination[END_REF]

. Il est désormais indispensable de rapporter ces valeurs dans les études cliniques et à visée de publication.

De façon similaire à la radiothérapie conformationnelle avec ou sans modulation d'intensité (RCMI) les pratiques tendent par habitude à l'obtention d'une dose homogène au sein de la cible en radiothérapie en conditions stéréotaxiques. Néanmoins une dose homogène en radiothérapie en conditions stéréotaxiques au sein du volume cible représente un coût en terme de préservation des organes à risque. Lors de l'optimisation si la priorité n'est pas mise sur l'uniformité de la dose intratumorale il devient alors possible de placer le gradient de dose plus proche de la cible, ce qui permet d'optimiser la devraient être reconsidérées. Aucune donnée n'a démontré que l'uniformité soit préférable sur le plan radiobiologique

[START_REF] Craft | The Price of Target Dose Uniformity[END_REF]

. A l'inverse si des tissus sains se trouvent dans le volume traité il convient plus reproductible. La pratique la plus répandue est une prescription moins hétérogène mais néanmoins plus hétérogène que les prescriptions en RCMI

[START_REF] Jackson | Stereotactic Body Radiation Therapy for Localized Prostate Cancer: A Systematic Review and Meta-Analysis of Over 6,000 Patients Treated On Prospective Studies[END_REF]

. Ainsi dans l'essai PACE qui compare la radiothérapie en conditions stéréotaxiques à la prostatectomie et à la RCMI, l'isodose de prescription est de 65 à 85% de la Dmax si l'urètre est délinéé, et de 75 à 85% dans le cas contraire. La contrainte urétrale est V42Gy <50% dans cet essai

[24]

.

  grade ≥ 2, de rectorragies et d'incontinence anale était réduit de 23.3 ± 9.1% à 19.7 ± 8.9%, de 9.7 ± 2.8% à 8.2 ± 2.8%, et de 16.8 ± 8.5% à 13.1 ± 7.2% (p<0.001)[START_REF] Sharfo | Late toxicity in the randomized multicenter HYPRO trial for prostate cancer analyzed with automated treatment planning[END_REF]. Alors que de nombreuses données sont disponibles en RCMI, très peu de données le sont pour la radiothérapie en conditions stéréotaxiques[START_REF] Ziemer | Fully automated, comprehensive knowledge-based planning for stereotactic radiosurgery: Preclinical validation through blinded physician review[END_REF][START_REF] Rossi | First fully automated planning solution for robotic radiosurgery -comparison with automatically planned volumetric arc therapy for prostate cancer[END_REF]. Rossi et al. ont comparé les plans de

	radiothérapie en conditions stéréotaxiques réalisés « manuellement » et automatiquement
	chez 20 patients pour un cancer de la prostate (4 x 9.5 Gy avec une technique VMAT). Les
	différences de couvertures des PTV étaient négligeables mais des différences importantes
	étaient observées pour les organes à risque. En moyenne la D1cc (dose dans 1cc)du rectum
	passait de 31,2 à 26,3 Gy (p=0,002), la V60 Gy de 2,4 à 0,6 % (p=0,002) et la dose moyenne
	rectale de 10,4 à 6,1 Gy (p=0,002). La dose moyenne vésicale diminuait de 14 à 6,1 Gy avec
	une planification automatisée (p=.002) [32].
	Récemment Sharfo et al. ont comparé les plans de traitements de 725 patients inclus dans
	l'essai de radiothérapie hypofractionnée du cancer de la prostate HYPRO (HYpofractionated
	irradiation for PROstate cancer) à des plans réalisés automatiquement chez ces mêmes
	patients. La couverture du PTV était équivalente ou supérieure, tout en épargnant plus les
	organes à risque. Les doses moyennes rectale, anale et vésicale étaient respectivement

L'automatisation du processus de planification du traitement n'est pas une idée nouvelle, mais des progrès récents ont montré que la planification automatisée de la RCMI pourrait enfin passer du stade de la recherche à celui d'une pratique clinique standard

[START_REF] Moore | Automated Radiotherapy Treatment Planning[END_REF]

. réduites de 7.8 ± 4.7 Gy, 7.9 ± 6.0 Gy and 4.2 ± 2.9 Gy (p < 0.001). Le risque estimé selon la méthode des Normal Tissue Complication Probabilities (NTCP) de complication tardive digestive de Les collaborations multicentriques et l'échange d'expérience peuvent également tendre à homogénéiser les pratiques et optimiser la protection des tissus sains. Dans le travail collaboratif de Villaggi et al. les plans de traitement réalisés dans chaque centre étaient ensuite échangés. Une nouvelle planification était ensuite réalisée. Soixante-dix-huit plans


M Kersalé

S Vaz

M Cleray

M Kersale

Ateliers thérapeutiques culinaires adaptés au manger-mains dans une unité d'hébergement renforcée

Keywords: Maladie d'Alzheimer et maladies apparentées, Symptômes psychocomportementaux, Unité d Dementia, Specialized psychogeriatric care, Psycho-behavioral symptoms, Eating disorders, Finger food, Autonomy, Therapeutic activity

de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d'enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés.

Face à la prévalence croissante de la maladie d'Alzheimer, des maladies apparentées et des symptômes psychocomportementaux (SPCD) associés, les dispositifs dédiés à ces personnes se multiplient. L'Unité d'Hébergement Renforcée (UHR), créée sous l'impulsion du Plan Alzheimer 2008-2012 [START_REF] Anesm | L'Accueil et l'accompagnement des personnes atteintes d'une maladie neurodégénérative en Unité d'Hébergement Renforcée (UHR)[END_REF], est un « lieu de vie et de soins qui [...] propose sur un même lieu d'hébergement, les soins, les activités sociales et thérapeutiques » [START_REF] Circulaire | -195 du 6 juillet 2009 relative à la mise en oeuvre du volet médico-social du plan Alzheimer et maladies apparentées 2008-2012[END_REF], ayant pour objectif le maintien ou la réhabilitation des capacités résiduelles en favorisant le lien social. La capacité d'accueil est de 12 à 14 patients. L'accompagnement est proposé par des professionnels qualifiés dans un environnement adapté [START_REF] Anesm | L'Accueil et l'accompagnement des personnes atteintes d'une maladie neurodégénérative en Unité d'Hébergement Renforcée (UHR)[END_REF].

La maladie d'Alzheimer et les maladies apparentées se caractérisent par l'apparition de troubles cognitifs diversement associés, altérant les fonctions mnésiques, exécutives et instrumentales, avec au premier plan des troubles phasiques, praxiques et gnosiques [START_REF] Lalanne | Prise en charge des troubles de la mémoire autobiographique dans la maladie d'Alzheimer du stade débutant au stade sévère : revue de la littérature et nouvelles perspectives[END_REF].

Environ 80% des patients atteints d'une maladie d'Alzheimer ou d'une maladie apparentée présentent des symptômes psychocomportementaux [START_REF]2012[END_REF]. La Haute Autorité de Santé (HAS) les définit comme une "réaction inadaptée ou inattendue à une stimulation" provoquant des signes d'alerte (conflit, plainte, …). Ils sont fluctuants et peuvent augmenter le déclin cognitif et la perte d'autonomie. Il existe deux catégories de symptômes psychocomportementaux : les comportements perturbateurs et les déficitaires. Les comportements perturbateurs, appelés aussi "productifs" ou "positifs", se caractérisent par une manifestation comportementale jugée dérangeante, dangereuse par l'entourage et marquant une rupture avec le comportement antérieur [START_REF] Has | Alzheimer et maladies apparentées : prise en charge des troubles du comportement perturbateurs[END_REF]. Parmi ces troubles, nous retrouvons, d'une part, les comportements dits «agités» regroupant l'opposition, l'agitation, l'agressivité, les comportements moteurs aberrants (déambulation, accumulation d'objets,…), la désinhibition, les comportements vocaux inadaptés ; et, d'autre part, les symptômes dits « psychotiques » : idées délirantes et hallucinations. Les troubles du comportement "déficitaires", autrement appelés troubles "négatifs", définissent les comportements de retrait tels que l'apathie ou la dépression. Ces symptômes font l'objet d'une évaluation spécifique par l'Inventaire NeuroPsychiatriqueversion Équipe Soignante (NPI-ES) [START_REF] Saettel | Nouveaux dispositifs d'accueil des personnes atteintes de la maladie d'Alzheimer ou maladies apparentées, les PASA et les UHR : un nouveau champ d'application de l'ergothérapie[END_REF][START_REF] Cummings | The Neuropsychiatric Inventory: comprehensive assessment of psychopathology in dementia[END_REF].

LES TROUBLES ALIMENTAIRES

Les symptômes psychocomportementaux entraînent des répercussions sur la vie quotidienne des personnes et de leur entourage [START_REF]Maladie d'Alzheimer : enjeux scientifiques, médicaux et sociétaux -Rapport[END_REF]. Ils se manifestent lors du repas par une opposition, une agitation, une hyperphagie, des troubles de la déglutition, des comportements moteurs aberrants, ... L'évaluation de ces troubles alimentaires est établie grâce à l'échelle validée de Blandford [START_REF] Ortega | Étude des troubles du comportement alimentaire chez l'Alzheimer : l'échelle de Blandford[END_REF]. Ils engendrent une restriction de participation à une activité de vie quotidienne élémentaire et aggravent la dénutrition protéino-énergétique. Environ 40% des patients atteints d'une maladie d'Alzheimer ou d'une maladie apparentée présentent une dénutrition [START_REF] Silver | Dénutrition : une réelle nécessité d'agir vite[END_REF]. La dénutrition "résulte d'un déséquilibre entre les apports et les besoins de l'organisme [...]

[entraînant] des pertes tissulaires, notamment musculaires qui ont des conséquences fonctionnelles délét res". Or chez la personne âgée, la dénutrition "entra ne ou aggrave un état de fragilité ou de dépendance, et favorise la survenue de morbidités" [START_REF] Has | Stratégie de prise en charge en cas de dénutrition protéino-énergétique chez la personne âgée[END_REF]. Sa prévalence est de 30 à 70% à l'hôpital [START_REF] Brocker | Impact médico-économique de la dénutrition chez les sujets âgés[END_REF][START_REF] Has | Guide parcours de soins des patients présentant un trouble neurocognitif associé à la maladie d'Alzheimer ou à une maladie apparentée[END_REF]. Charles-Henry Rapin, gériatre suisse, formalise pour la première fois ce concept en 1993 [START_REF] Vidéo | Charles-Henri Rapin présente son intervention au colloque sur les approches non médicamenteuses de la maladie d'Alzheimer[END_REF]. Il le définit comme un "projet d'autonomisation de l'alimentation de la personne atteinte de la maladie d'Alzheimer ou d'une maladie apparentée" [16, [START_REF] Nocent | Le manger-mains, vieillesse et autonomie[END_REF][START_REF] Launaz | Manger-mains : nouvelle texture pour nouvelle indépendance[END_REF]. Le manger-mains est composé de « réductions dinatoires servies individuellement, pouvant être saisies avec les mains et consommées en une bouchée » [START_REF] Malerba | Nourrir un patient atteint de troubles neurocognitifs à l'hôpital et à domicile ? Le manger-mains : aspects pratiques[END_REF][START_REF] Fauré | A propos du manger-mains dans une unité des soins de longue durée : point de vue de l'équipe soignante[END_REF][START_REF] Fauré | A propos du manger-mains dans une unité de soins de longue durée : travail aupr s de l'entourage[END_REF].

Les interventions non médicamenteuses

Une étude de l'impact du manger-mains sur la prise alimentaire des patients ayant une maladie d'Alzheimer ou une maladie apparentée réalisée en unité cognitivocomportementale démontre que le manger-mains permet d'augmenter les apports en protéines mais qu'il semble uniquement efficace chez certains patients ; ceux présentant le moins de pathologies associées et étant capable de s'alimenter [START_REF] Malerba | Impact du manger-mains sur la prise alimentaire du patient dément (P297)[END_REF].

L'ensemble des publications [START_REF] Malerba | Nourrir un patient atteint de troubles neurocognitifs à l'hôpital et à domicile ? Le manger-mains : aspects pratiques[END_REF][START_REF] Benattar | La vie Alzheimer[END_REF] témoignent qualitativement des résultats bénéfiques du manger-mains dans l'amélioration de l'autonomie des personnes présentant une maladie d'Alzheimer ou une maladie apparentée. Les auteurs admettent qu'offrir la possibilité à ces patients de manger seul leur apporterait un plaisir gustatif et donc une augmentation des ingesta [START_REF] Pouyet | Perception, préférences et consommation alimentaires chez les personnes âgées atteintes de la maladie d'Alzheimer[END_REF]. Cela étant, aucune preuve tangible ni étude interventionnelle quantitative de son efficacité n'est retrouvée dans la littérature scientifique [START_REF] Scheltens | Efficacy of a medical food in mild Alzheimer's disease: A randomized, controlled trial[END_REF][START_REF] Soltesz | Finger foods help those with Alzheimer's maintain weight[END_REF].

EXPÉRIMENTATION D'ATELIERS MANGER-MAINS EN UHR

Nous avons ainsi expérimenté deux modalités d'ateliers thérapeutiques manger-mains : la cuisine et le buffet.

La finalité est d'améliorer la prise alimentaire, incluant l'approche diététique avec le maintien d'apports nutritionnels satisfaisants et la lutte contre la dénutrition, ainsi que l'approche ergothérapeutique avec le renforcement de la participation sociale des patients.

Les objectifs spécifiques pour les patients sont de favoriser l'indépendance par la mise en place d'aliments et de préparations adaptés à la préhension, de promouvoir l'autonomie décisionnelle et la participation sociale, de favoriser la prise alimentaire (menu varié et attrayant), de contribuer aux apports protéino-énergétiques de la journée, de maintenir voire Ces ateliers ont permis la création d'un livret de recettes intitulé "Manger avec les mains, l'air de rien", actualisé en permanence (figure 1).

A l'issue de l'atelier, une dégustation des mets réalisés est proposée soit avant le repas du midi, sous forme d'apéritif, soit lors du goûter.

Une évaluation de la prise alimentaire a été réalisée pour seize patients (dix femmes et six hommes) dont la moyenne d'âge était de 82 ans avec un MMS impossible à réaliser pour huit patients, et situé entre 3 et 15/30 pour les autres patients.

Une étude comparative entre un aliment délivré par le service de restauration (figure 2) et un aliment préparé en manger-mains (figure 3) a été réalisée pour chacun de ces patients. Elle se base sur l'observation de crit res à la fois nutritionnels (l'appréciation du plat et la

  sont préconisées en première intention pour limiter les symptômes psychocomportementaux. Elles sont regroupées en quatre groupes distincts : les thérapies portant sur la cognition, les interventions psychosociales, les interventions corporelles basées sur l'activité motrice et les interventions basées sur une stimulation sensorielle [5]. En 2010, une étude comparative internationale a montré que les thérapies non médicamenteuses sont plus efficaces lorsqu'elles sont combinées [14]. L'activité de cuisine thérapeutique combine justement toutes ces modalités. Elle constitue à la fois une activité instrumentale de vie quotidienne (la préparation des repas) et une activité élémentaire de vie quotidienne (l'alimentation) domaine partagé par les diététiciens et ergothérapeutes. A partir de ces premiers constats, nous avons choisi d'associer les approches diététique et ergothérapeutique afin d'améliorer la prise alimentaire des patients en UHR. LE MANGER-MAINS Depuis quelques années, une nouvelle forme d'alimentation se développe aupr s des personnes institutionnalisées présentant une maladie d'Alzheimer ou une maladie apparentée : le manger-mains.

  d'améliorer les ingesta, d'instaurer un moment de partage en contribuant à la création des liens entre patients, équipe et entourage, de réduire les symptômes psychocomportementaux perturbateurs et enfin de maintenir et stimuler les capacités résiduelles. Pour les professionnels, les objectifs sont de connaître le régime alimentaire, le type d'hydratation et la texture des repas pour chaque patient, en lien avec l'orthophoniste, afin de concevoir des préparations permettant à la majorité des participants de déguster les mets proposés. Ces ateliers devraient également permettre de favoriser l'instauration d'une relation soignant-soigné en dehors des périodes de soins, d'améliorer la collaboration entre les thérapeutes et les soignants et ainsi de favoriser un accompagnement holistique du patient. L'ATELIER DE CUISINE THÉRAPEUTIQUE EN MANGER-MAINS Il est organisé de façon hebdomadaire. L'effectif est de quatre à six patients. La recette, sucrée ou salée, est choisie avec les patients. Lors de la rédaction de la recette par les rééducateurs, elle sera enrichie en énergie et en protéines permettant ainsi d'augmenter la densité nutritionnelle sans augmenter le volume des mets.

  consommation) et de crit res comportementaux (l'indépendance fonctionnelle) (figures 4 et 5) et la présence de symptômes psychocomportementaux (figures 6 et 7). Les résultats montrent une plus grande satisfaction des patients, une augmentation des ingesta et une amélioration de l'indépendance sans fluctuation des symptômes psychocomportementaux. Cela sugg re que ces derniers n'influencent pas l'indépendance des patients et la consommation alimentaire.LE BUFFET THÉRAPEUTIQUE EN MANGER-MAINSIl a lieu une fois par mois. Il s'agit d'un déjeuner présenté sous forme de buffet en mangermains adapté aux textures normale, hachée tendre et moulinée tendre.Tous les professionnels de l'unité et les familles des patients sont conviés. La salle est organisée de manière à créer une grande tablée où chacun peut se servir à sa guise et déambuler librement. Une préparation est réalisée par les patients et le reste des denrées alimentaires provient du service de restauration ou d'achats extérieurs. Une thématique est définie pour chaque buffet afin de diversifier l'offre alimentaire, l'ambiance et la décoration de la table. Une animation est également proposée. Le choix d'utiliser ou non les couverts est laissé aux patients.Lors des buffets, l'aide humaine apportée est largement réduite puisque tous les patients parviennent à s'alimenter seuls ou sur stimulation verbale. La prise alimentaire de l'équipe pluriprofessionnelle permet de favoriser celle des patients. Nous observons une satisfaction générale des patients avec, pour dix d'entre eux, une verbalisation de ce ressenti.Nous avons aussi constaté une réduction du nombre de fausses routes (signalée par les équipes) du fait de l'indépendance que gén re le manger-mains. Certains auteurs font état de cette diminution[START_REF] Vidéo | Charles-Henri Rapin présente son intervention au colloque sur les approches non médicamenteuses de la maladie d'Alzheimer[END_REF][START_REF] Pouyet | Perception, préférences et consommation alimentaires chez les personnes âgées atteintes de la maladie d'Alzheimer[END_REF].CONCLUSIONLes ateliers thérapeutiques en manger-mains ont permis une augmentation des ingesta et de la participation sociale. La prise alimentaire a donc pu être améliorée au travers d'un moment de convivialité et de plaisir. Bien que la capacité d'expression des patients soit fluctuante, il ressort une satisfaction générale de ces ateliers. Les soignants partagent ce sentiment.Nous nous sommes confrontées à certaines limites dans la mise en place du manger-mains : les r gles d'hygi ne à l'hôpital, les denrées industrielles récurrentes et la difficulté à adapter les recettes pour les patients présentant des troubles majeurs de déglutition. Un autre biais à nos évaluations a été la subjectivité concernant la satisfaction des patients, en raison de leurs troubles cognitifs avancés.La perspective future à l'UHR serait la mise à disposition de denrées adaptées au mangermains, accessibles à tous les patients à tout moment de la journée ou de la nuit.Enfin, l'alimentation en manger-mains pourrait être élargie à d'autres patients présentant des pathologies impactant la prise alimentaire. Conflits d'intérêts : Aucun.

Figure 1 :

 1 Figure 1 : Livret de recette, "Manger avec les mains, l'air de rien …".

Figure 7 :

 7 Figure 7 : Présence de SPCD lors d'un repas en manger-mains.