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Une nouvelle « radiothérapie flash » pourrait bientôt traiter les cancers en quelques millisecondes

therapie flash
| Shutterstock

Les radiothérapies conventionnelles actuelles utilisent des électrons ou des photons afin de cibler les sites tumoraux. Bien que relativement efficaces, ces techniques nécessitent généralement plusieurs semaines (voire mois) de traitement, et n’épargnent pas les tissus sains adjacents. Récemment, des chercheurs ont mis au point une radiothérapie flash, délivrant l’équivalent de mois de radiothérapies standard en seulement quelques millisecondes. Testé sur la souris, ce nouveau protocole s’est révélé hautement efficace. Toutefois, avant d’être appliquée à l’Homme, elle doit encore faire l’objet d’un certain nombre d’ajustements.

En utilisant une technique émergente connue sous le nom de radiothérapie flash, les médecins pourraient éradiquer les tumeurs en une fraction du temps et du coût de la radiothérapie traditionnelle. Pour l’instant, la technique ultra-rapide n’a pas fait l’objet d’essais cliniques formels chez des patients humains, bien qu’un homme ait reçu le traitement expérimental, ont rapporté des chercheurs dans la revue Radiotherapy and Oncology.

Maintenant, une nouvelle étude sur la souris, publiée dans la revue International Journal of Radiation Oncology, Biology and Physics, a démontré la promesse de cette thérapie contre le cancer. « Elle a le même taux de contrôle des tumeurs que le rayonnement conventionnel, mais beaucoup moins d’effets sur les tissus sains » déclare Keith Cengel, professeur de radio-oncologie à l’hôpital de l’Université de Pennsylvanie.

Thérapie flash : délivrer un rayonnement ultrarapide

En d’autres termes, la technique flash semble tuer les cellules tumorales tout en épargnant les tissus sains. La technique fonctionne en bombardant le site tumoral avec un flux constant de particules, généralement des particules légères, appelées photons, ou des électrons chargés négativement. Maintenant, Cengel et ses collègues ont ajouté une autre particule dans le mélange: le proton chargé positivement.

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Protocole expérimental utilisé par les chercheurs. Crédits : Eric S. Diffenderfer et al. 2019

Le nom « flash » réfère simplement à la vitesse ultrarapide à laquelle la technique délivre le rayonnement aux tissus cibles. Elle inflige des coups aux cellules avec la même quantité totale de rayonnement que les thérapies existantes, mais plutôt que d’administrer la dose sur plusieurs semaines en sessions de quelques minutes, le traitement entier ne dure que quelques dixièmes de seconde. La vitesse fait toute la différence.

En radiothérapie conventionnelle, un patient peut subir des dizaines de séances de traitement, pendant lesquelles les tissus sains peuvent être endommagés bien avant que les cellules tumorales ne périssent. Mais lorsque la même dose de rayonnement est délivrée à un rythme plus rapide, comme avec le flash, les tissus sains restent indemnes. La raison exacte pour laquelle cela se produit reste pour le moment un mystère.

Un rayonnement concentré pour un traitement unique

La recherche suggère que le bombardement fugace des radiations peut provoquer une baisse des niveaux d’oxygène dans les tissus sains, qui contiennent généralement beaucoup plus d’oxygène que les cellules cancéreuses.

Les tumeurs résistent à la radiothérapie traditionnelle grâce en partie à leur manque d’oxygène, de sorte que l’effet temporaire provoqué par le flash pourrait renforcer les cellules saines contre les dommages, ainsi que réduire la production de radicaux libres nocifs.

L’équipe a utilisé un accélérateur de protons existant, connu sous le nom de cyclotron, pour exécuter les expériences, mais a apporté un certain nombre de modifications. L’astuce consistait à augmenter la vitesse à laquelle les protons pouvaient être tirés de la machine tout en développant des stratégies pour surveiller où les protons ont atterri et en quelle quantité. Avec cette infrastructure en place, l’équipe pouvait mieux contrôler le courant des protons provenant du cyclotron.

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Image montrant les parties de l’organisme des souris où les chercheurs ont dirigé le rayonnement flash. Crédits : Eric S. Diffenderfer et al. 2019

L’équipe a ensuite dirigé son cyclotron sur des souris modèles. Les tumeurs induites se sont développées dans les pancréas des animaux et le long de leurs intestins supérieurs, de sorte que les chercheurs ont envoyé une seule impulsion de rayonnement à travers les cavités abdominales des rongeurs. Le flash a duré entre 100 et 200 millisecondes, et en alignant de nombreux faisceaux de protons les uns à côté des autres, l’équipe a frappé la cavité abdominale entière en un seul coup.

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Des résultats très prometteurs : vers des essais sur l’Homme

Comme prévu, le traitement a empêché la croissance tumorale et les cicatrices tissulaires qui résultent généralement du cancer, tout en laissant les tissus sains à proximité indemnes. « Il s’agit de la première preuve irréfutable d’un effet flash in vivo avec l’intestin grêle comme cible, en utilisant des protons au lieu de photons ou… d’électrons » écrivent les chercheurs.

Bien que réussie, l’étude a été menée sur des souris et en petits volumes, ce qui n’est pas le cas chez les patients humains. En d’autres termes, dans sa forme actuelle, la technique du flash à protons ne peut traiter qu’une petite zone de tissu à la fois. La technique devra être considérablement étendue avant d’être prête à être testée sur de plus grands animaux, et éventuellement sur des humains. La recherche suggère que les tissus sains commencent à subir des dommages s’ils sont exposés à un rayonnement flash pendant plus de 100 millisecondes.

Cengel et ses collègues prévoient de continuer à optimiser leurs outils et techniques tout en cherchant à déterminer quel débit de dose offre le plus d’avantages thérapeutiques. De cette façon, l’équipe mènerait une sorte d’essai clinique, mais avec des animaux comme sujets initiaux.

Pendant ce temps, Marie-Catherine Vozenin, cheffe de laboratoire au CHUV de Lausanne (Suisse), et ses collègues, lanceront bientôt les premiers essais cliniques chez des patients humains afin de tester leurs propres techniques flash. Utilisant des électrons de faible énergie, ils visent à traiter les tumeurs superficielles, telles que celles observées dans les cancers de la peau.

Sources : International Journal of Radiation Oncology

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