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Posté par Adrien le Mardi 13/02/2018 à 00:00
Un nouveau pas en hadronthérapie
Des travaux dirigés par une équipe du laboratoire Imagerie et modélisation pour la neurobiologie et la cancérologie (IMNC, CNRS/Université Paris-Sud) ont permis de démontrer l'efficacité d'une nouvelle technique d'hadronthérapie par minifaisceaux de protons. Cette nouvelle méthode permet entre autre une plus grande préservation des tissus sains par rapport aux traitements conventionnels. Ces résultats ont été publiés le 31 octobre dernier dans la revue Scientific reports.

De nos jours (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par...), on estime qu'un européen sur quatre mourra d'un cancer (Le cancer est une maladie caractérisée par une prolifération cellulaire anormalement importante au sein d'un tissu normal de l'organisme, de telle manière que la survie de ce...). La radiothérapie (La radiothérapie est une méthode de traitement locorégional des cancers, utilisant des radiations pour détruire les cellules cancéreuses en bloquant leur capacité à se...) joue (La joue est la partie du visage qui recouvre la cavité buccale, fermée par les mâchoires. On appelle aussi joue le muscle qui sert principalement à ouvrir et fermer la bouche et à...) un rôle clé dans le traitement de cette maladie (La maladie est une altération des fonctions ou de la santé d'un organisme vivant, animal ou végétal.), car environ la moitié des patients auront recours à cette méthode. Les progrès technologiques dans la délivrance de la dose, y compris la guidance par l'image et la thérapie (Une thérapie est un ensemble de mesures appliquées par un thérapeute à une personne souffrant d'un problème de santé, dans le but de l'aider à guérir, de minimiser ou de soulager ses symptômes, ou...) par particules chargées (i.e. proton (Le proton est une particule subatomique portant une charge électrique élémentaire positive.) thérapie), ont sensiblement amélioré la précision de la dose envoyée sur la tumeur (Le terme tumeur (du latin tumere, enfler) désigne, en médecine, une augmentation de volume d'un tissu, clairement délimitée sans précision de cause.), tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) en réduisant la dose reçue par les organes sains situés autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter, soit constituent...).

Malgré cela, le traitement de certaines tumeurs radiorésistantes, de tumeurs proches d'une structure sensible (par exemple, le système nerveux (Le système nerveux est un système en réseau formé des organes des sens, des nerfs, de l'encéphale, de la moelle épinière, etc. Il coordonne les mouvements musculaires,...) central) et de cancers pédiatriques est encore limité en raison de la tolérance des tissus normaux à la radiation (Le rayonnement est un transfert d'énergie sous forme d'ondes ou de particules, qui peut se produire par rayonnement électromagnétique (par...). L'utilisation de nouvelles approches permettant d'augmenter la résistance des tissus sains aux fortes doses, permettrait d'augmenter la dose dirigée vers la tumeur, apportant ainsi une amélioration du taux de guérison (La guérison est un processus biologique par lequel les cellules du corps se régénèrent pour réduire l'espace d'une région endommagée par la nécrose. La guérison implique la suppression du tissu...).

Traiter par minifaisceaux de protons

Dans ce but, l'équipe Nouvelles Approches en Radiothérapie (NARA) de l'IMNC, a mis au point (Graphie) une approche d'hadronthérapie par minifaisceaux de protons (pMBRT). Celle-ci qui combine les avantages des protons (notamment d'avoir une dose plus sélective en profondeur) pour la radiothérapie et la préservation remarquable des tissus sains lors de l'irradiation (En physique nucléaire, l'irradiation désigne l'action d'exposer (volontairement ou accidentellement) un organisme, une substance, d'un corps à...) par minifaisceaux

Dans les deux cas, la taille de la zone à traiter est identique ? plusieurs cm. Mais la pMBRT utilise des faisceaux étroits de 500-700 µm espacés les uns des autres ; tandis que la méthode conventionnelle utilise des faisceaux larges tel que la dose soit répartie uniformément sur la zone à traiter.


La RT conventionnelle utilise des faisceaux d'irradiation larges (> 1 cm 2), les profils de dose latéraux sont homogènes (en bas). En revanche, la MBRT utilise des petits faisceaux espaces par de 1 à 3 mm, ce qui conduit à des profils de doses hétérogènes, suivant un patron de pics et vallées. © DR

La base biologique de la réponse tissulaire à cette nouvelle approche n'est pas encore complètement (Le complètement ou complètement automatique, ou encore par anglicisme complétion ou autocomplétion, est une fonctionnalité...) comprise, mais ce mode de délivrance de la dose semble activer des effets biologiques distincts de ceux observés en RT conventionnelle. Ceux-ci pourraient être exploités afin de minimiser la toxicité (La toxicité (du grec τοξικότητα toxikótêta) est la mesure de la capacité d’une substance à...) des traitements. L'utilisation des protons offre plusieurs avantages par rapport aux photons (En physique des particules, le photon est la particule élémentaire médiatrice de l'interaction électromagnétique. Autrement dit, lorsque deux particules chargées électriquement interagissent, cette...). Tout d'abord, une dose négligeable est déposée dans les tissus normaux, réduisant encore les effets secondaires. De plus, la diffusion (Dans le langage courant, le terme diffusion fait référence à une notion de « distribution », de « mise à disposition » (diffusion d'un produit,...) coulombienne multiple des protons permet d'obtenir une distribution de dose homogène dans la tumeur avec une seule matrice de mini-faisceaux de protons.


En haut à gauche: distribution spatial des doses selon la méthode des minifaisceaux (Pmbrt). En bas à droite: distribution spatiale des doses avec une technique d'hadronthérapie conventionnelle. © DR

Les chercheurs et chercheuses ont alors irradié des cerveaux entiers de rats au centre de protonthérapie (La protonthérapie est une technique particulière de radiothérapie visant à détruire les cellules cancéreuses en les irradiant avec un faisceau de particules....) d'Orsay. La moitié des animaux a reçu une irradiation protonique standard, tandis que l'autre moitié a été irradiée par minifaisceaux.

Tous ont reçu la même forte dose de 25 Gy (Gray) en une seule séance et ils ont ensuite été suivis pendant 6 mois (Le mois (Du lat. mensis «mois», et anciennement au plur. «menstrues») est une période de temps arbitraire.). Une étude d'imagerie (L’imagerie consiste d'abord en la fabrication et le commerce des images physiques qui représentent des êtres ou des choses. La fabrication se faisait...) par résonance (Lorsqu'on abandonne un système stable préalablement écarté de sa position d'équilibre, il y retourne, généralement à travers des oscillations propres. Celles-ci se produisent à la fréquence propre du système. Si le...) magnétique (IRM) à l'aide d'un scanner (Un scanneur, ou numériseur à balayage est l'équivalent du terme anglais scanner, qui vient du verbe anglais to scan, signifiant « balayer » dans le sens de « parcourir une certaine étendue ».) IRM de petits animaux a été réalisée ainsi qu'une analyse histologique. Ils s'avèrent que les rats traités avec une irradiation conventionnelle aux protons présentaient des dommages sévères de la peau (La peau est un organe composé de plusieurs couches de tissus. Elle joue, entre autres, le rôle d'enveloppe protectrice du corps.) et des lésions cérébrales importantes. En revanche, les rats du groupe traités par cette nouvelle méthode ne présentaient ni lésions cutanées, ni lésions cérébrales significatives.


Analyse des cerveaux des rats selon les deux groupes: (A) Lésion multifocale à coalescente caractérisée par (B) oedème, nécrose et gliose. (C) lésion plus sévère avec cavitation et minéralisation. (D) Destruction de la myéline (La myéline est une substance constituée principalement de lipides (sphingomyéline) dont les couches alternent avec des couches de protides, elles forment la substance blanche du...) a également été observée. (E-F) Une importante neuro-inflammation provoquée par l'activation (Activation peut faire référence à :) microgliale des astrocytes. Irradiation par minifaisceau: (H-K) Aucune lésion n'a été observée chez la plupart des rats. Pour un seul rat (Le mot « rat » désigne en français, dans le langage vernaculaire certains mammifères rongeurs, le plus souvent du genre...): (L) Un infiltrat inflammatoire microscopique associés à une microgliosie focale (M) et à une (O) astrogliosie. Etant microscopique, des symptômes cliniques ne sont pas attendus. © DR

Cette étude fournie la première la preuve de gain en terme de préservation du tissu cérébral sain grâce à la technique de la pMBRT dans un cadre cliniquement pertinent. Ces résultats démontrent que cette méthode conduit à une augmentation de la résistance des tissus sains aux radiations. Ce gain net peut conduire au traitement efficace de tumeurs très résistantes aux radiations. Cette étude donne de bons espoirs pour le traitement des cancers, notamment en oncologie pédiatrique en raison du risque de complications dans le développement cérébral de l'enfant.

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Source: CNRS-IN2P3