La radiothérapie est, avec la chirurgie, la technique la plus efficace pour traiter les tumeurs. Pourtant, la radiothérapie comporte des effets secondaires et ne peut être préconisée pour traiter le cancer du poumon, de l'appareil digestif ou du cerveau. Un obstacle qu'une nouvelle technique pourrait lever.

ElectronFlash, la machine fabriquée par l'industriel italien SIT, en collaboration avec l'Institut Curie
ElectronFlash, la machine fabriquée par l'industriel italien SIT, en collaboration avec l'Institut Curie © SIT

Chaque année 180 000 patients ont recours à la radiothérapie pour traiter leur cancer, avec 60% de chances de guérir. Pourtant, ce traitement par rayonnement (électron, photons ou protons, 3 particules différentes) comporte des effets secondaires et ne peut être préconisée pour traiter tous les cancers. Certains tissus trop sensibles réagissent mal. Dans le cas du cancer du poumon, le traitement engendre une fibrose (les alvéoles sont étouffées par du tissu fibreux) qui peut-être  fatal au patient. Il est guéri de sa tumeur mais a développé une autre maladie. Le cerveau aussi est délicat à traiter en raison du risque de ne pas circonscrire parfaitement la tumeur.  Un obstacle qu'une nouvelle technique pourrait lever. Avec la radiothérapie flash, les rayons frappent plus vite et plus fort et épargnent les tissus sains. En cours de validation à l'Institut Curie, cette technique pourrait révolutionner le traitement du cancer.À LIRE AUSSIASCO 2018 : le  grand boom de la télésurveillance en oncologie 

Bombarder une tumeur plus vite et plus fort

Au centre de recherche de l'Institut Curie situé à Orsay, une poignée de chercheurs s'activent autour d'une machine expérimentale. La taille de deux armoires normandes, un carénage d'acier... et à l'intérieur, un mini accélérateur de particules.Sophie Heinrich radiophysicienne à l'institut Curie explique le fonctionnement: "ce _sont des électrons qui vont quasiment à la vitesse de la lumière. Ils sortent par ici. La machine est composée d'un accélérateur de particules, d'un bloc énergie nécessaire pour atteindre la vitesse et la dose souhaitée et un bras par lequel sort le faisceau qui va irradier le patient". L_a spécifié de la radiothérapie flash consiste à bombarder une tumeur plus vite et plus fort. La dose totale de rayonnements  ne change pas. C'est la durée à laquelle on la délivre – 10 000 fois plus brève – qui fait la différence. Vincent Favaudon a découvert cet effet en 1995. "Vous voyez, la recherche ça peut prendre du temps". Il était alors radiobiologiste à l'INSERM. "On avait montré que quand vous donnez une impulsion de rayonnement, comme on le fait ici, pendant des microsecondes à peu près, un millionième de seconde, suivi d'une deuxième impulsion,  la radiosensibilité des cellules varie après la première impulsion". Il faudra 20 ans, beaucoup d'essais, de comparaison pour valider l'efficacité de ce procédé flash sur des cellules in vitro d'abord puis des souris. Les cellules tumorales sont détruites, les autres beaucoup moins."Dans les tissus normaux, le flash épargnait les tissus sains, explique Vincent Favaudon. Suivant les énergies qu'on utilisait, entre 20 et 40% . Ce qui veut dire que si vous vous adressiez à la fibrose pulmonaire, qui est une complication majeure chez les patients irradiés dans la région du poumon, et bien toutes les souris irradiées en conventionnelles développaient une fibrose, exactement comme on l'attend entre 16 et 24 semaines, c'est fatal.  En revanche, les souris irradiées en flash mourraient de vieillesse". 

Du modèle animal à l'homme, il reste encore des étapes à franchir

Les chercheurs s'attachent à comprendre pourquoi cellules tumorales et cellules saines réagissent différemment. Il semble que les altérations de l'ADN soit différente comme  les réactions biochimiques dans les cellules. En attendant d'avoir décrypter les mécanismes profonds qui expliquent pourquoi une impulsion brève est plus efficace que si elle dure quelques secondes, Sophie Heinrich doit s'assurer de calibrer parfaitement la dose. Elle assure actuellement les derniers essais. "Les électrons vont s'arrêter au bout de quelques centimètres, ça peut avoir l'avantage de pas toucher ce qu'il y a derrière la tumeur puisqu'ils vont s'arrêter avant. Ça peut aussi avoir un inconvénient de pas pénétrer très profond, c'est pour ça que les traitements en intra opératoire où on ouvre et où la tumeur est exposée, c'est particulièrement adapté à ce type de particules".Irradier une seule fois en salle d'opération serait l'idéal. Les malades n'auraient pas à revenir des dizaines de fois pour leur traitement. Car il n'est pas rare en radiothérapie d'avoir 35 à 40 séances à faire. En irradiation externe, les essais chez l'animal ont montré un pronostic favorable sur différents cancer: peau, glioblastome,  poumon.  Marie Dutreix, directrice de recherche au CNRS pilote le projet à l'institut Curie. "Pour l'instant on s'intéresse aux tumeurs qu'on ne peut pas traiter par radiothérapie parce que le tissu environnant est trop sensible. Les tumeurs du pancréas parce que le système digestif est trop sensible et il entoure cet organe. Le cancer du sein car on sait très bien que le cœur est souvent dans le champ d'irradiation et on peut avoir une toxicité cardiaque donc les radiothérapeutes essaient de contourner le cœur mais si on n'a plus de toxicité, on va pouvoir améliorer le traitement du cancer du sein". En Suisse un essai a été mené sur un cancer multirésistant. Un malade de 75 ans atteint d'un lymphome cutané résistant. "Ce type d'essai s'appelle compassionnel, c'est à dire sur un malade pour qui on n'a pas de traitement, décrit Marie Dutreix. _Ça s'est très bien passé et la tumeur a bien répondu à l'irradiation. Il n'y a pas eu de toxicité. C'est plutôt probant en sachant qu'un seul malade ce n'est pas suffisant"._La dernière étape c'est à présent d'entamer les essais cliniques. Vraisemblablement l'an prochain. Il faut aussi miniaturiser encore la machine pour qu'elle puisse entrer dans des salles de chirurgie et devenir un outil de routine pour les radiobiologistes. A terme, Marie Dutreix pense que ce nouvel outil pourrait se substituer aux actuelles machines utilisées en cancérogie.Chaque année 180 000 patients ont à la radiothérapie recours pour traiter leur cancer, avec 60% de chances de guérir. Pourtant, la radiothérapie comporte des effets secondaires et ne peut être préconisée pour traiter le cancer du poumon, de l'appareil digestif ou du cerveau. Un obstacle qu'une nouvelle technique pourrait lever. Avec la radiothérapie flash, les rayons frappent plus vite et plus fort et épargnent les tissus sains. En cours de validation à l'Institut Curie, cette technique pourrait révolutionner le traitement du cancer.

Bombarder une tumeur plus vite et plus fort

Au centre de recherche de l'Institut Curie situé à Orsay, une poignée de chercheurs s'activent autour d'une machine expérimentale. La taille de deux armoires normandes, un carénage d'acier... et à l'intérieur, un mini accélérateur de particules.

Sophie Heinrich est radiophysicienne. "Ce sont des électrons qui vont quasiment à la vitesse de la lumière. Ils sortent par ici. Cette partie-là, c'est ce qu'on appelle le bras de l'accélérateur, c'est là où les électrons sont accélérés et toute cette partie-là, c'est ce qui permet de générer l'énergie qu'il faut pour les accélérer à la vitesse et au débit de dose particulier dont on a besoin". Car c'est bien là la spécifié de la radiothérapie flash : bombarder une tumeur plus vite et plus fort. La dose totale de rayonnements  ne change pas. C'est la durée à laquelle on la délivre – 10 000 fois plus brève – qui fait la différence. Vincent Favaudon est le découvreur de cet effet. En 1995. Il était radiobiologiste à l'INSERM, "On avait montré que quand vous donnez une impulsion de rayonnement, comme on le fait ici, des microsecondes à peu près, un millionième de seconde, suivi d'une deuxième impulsion, on s'aperçoit que la radiosensibilité des cellules varie après la première impulsion"

Il faudra 20 ans pour valider l'efficacité de ce procédé flash sur des cellules in vitro d'abord puis des souris. Les cellules tumorales sont détruites, les autres beaucoup moins.

"Dans les tissus normaux, le flash épargne les tissus sains, explique Vincent Favaudon. Suivant les énergies qu'on utilisait, entre 20 et 40%. Ce qui veut dire que si vous vous adressiez à la fibrose pulmonaire, qui est une complication majeure chez les patients irradiés dans la région du poumon, et bien toutes les souris irradiées en conventionnelles développaient un fibrose, exactement comme on l'attend entre 16 et 24 semaines, c'est fatal, en revanche les souris irradiées en flash mourraient de vieillesse". 

Du modèle animal à l'homme, il reste encore des étapes à franchir

Les chercheurs s'attachent à comprendre pourquoi la réaction de l'ADN, les réactions biochimiques dans les cellules varient. En attendant, Sophie Heinrich doit s'assurer de la sécurité des protocoles. "Les électrons vont s'arrêter au bout de quelques centimètres, ça peut avoir l'avantage de pas toucher ce qu'il y a derrière la tumeur puisqu'ils vont s'arrêter avant. Ça peut aussi avoir un inconvénient de pas pénétrer très profond, c'est pour ça que les traitements en intra opératoire où on ouvre et où la tumeur est exposée, c'est particulièrement adapté à ce type de particules"

Irradier une seule fois en salle d'opération serait l'idéal. Les malades n'auraient pas à revenir des dizaines de fois pour leur traitement. En irradiation externe, les bénéfices ont été montré sur différents cancers chez les souris : peau, glioblastomes,  poumon.  

Marie Dutreix, directrice de recherche au CNRS pilote le projet à l'institut Curie. "Pour l'instant on s'intéresse aux tumeurs qu'on ne peut pas traiter par radiothérapie parce que le tissu environnant est trop sensible. Les tumeurs du pancréas parce que le système digestif est trop sensible et il entoure cet organe. Le cancer du sein car on sait très bien que le cœur est souvent dans le champ d'irradiation et on peut avoir une toxicité cardiaque donc les radiothérapeutes essaient de contourner le cœur mais si on n'a plus de toxicité, on va pouvoir améliorer le traitement du cancer du sein". En Suisse un essai a été mené sur un cancer multirésistant. Un malade de 75 ans atteint d'un lymphome cutané. "Ce type d'essai s'appelle compassionnel, c'est à dire sur un malade pour qui on n'a pas de traitement, décrit Marie Dutreix. Ça s'est très bien passé et la tumeur a bien répondu à l'irradiation. Il n'y a pas eu de toxicité. C'est plutôt probant en sachant qu'un seul malade n'est jamais probant.

_"_Un succès qu'il faudra confirmer avec des dizaines de malades inclus dans un essai clinique. 

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