Partager Partager sur facebook Partager sur twitter Partager sur google+
-A +A

imprimer la page

Protonthérapie : des mini-faisceaux pour être plus efficaces

Une étude sur le fractionnement des faisceaux larges de protons laisse entrevoir la possibilité d’une radiothérapie plus efficace encore et plus respectueuse des tissus sains proches de la tumeur.

Protonthérapie : des mini-faisceaux pour être plus efficaces

Accéder à une tumeur sans dommage pour les tissus sains environnants, en particulier si ceux-ci sont vitaux comme le cerveau par exemple, est un défi que les radiothérapeutes se sont lancé depuis longtemps. La protonthérapie est une technique permettant déjà un ciblage d’une très grande précision grâce aux protons qui, de par leurs propriétés balistiques, déposent une dose maximum à une profondeur déterminée par leur énergie initiale. C’est pourquoi elle est largement utilisée pour certaines tumeurs intracrâniennes ou ophtalmiques notamment.

Cette nouvelle technique d’irradiation pourrait renforcer l’utilisation des protons en oncologie pédiatrique pour des enfants atteints de tumeur du cerveau dont les tissus sains alentours doivent d’autant plus être sauvegardés qu’ils sont encore en développement. Elle pourrait également permettre un traitement efficace contre certaines tumeurs très radiorésistantes. D’autres expériences précliniques sont encore nécessaires afin d'évaluer le potentiel clinique de cette technique. (cf photo 2)

Tests et simulations

Pour la première fois, des chercheurs de l’équipe du Laboratoire d’imagerie et modélisation en neurobiologie et cancérologie (IMNC-CNRS) ont montré avec des ingénieurs et physiciens médicaux du Centre de Protonthérapie de l’Institut Curie que le fractionnement spatial des faisceaux était une piste prometteuse pour atteindre cet objectif: irradier uniformément des tumeurs profondes (par exemple, situées au centre du cerveau) en minimisant l’impact du faisceau sur les tissus sains avoisinants. "Nous avons réalisé au Centre de protonthérapie de nombreux tests et simulations d’irradiation. Ils nous ont permis d’établir les différentes conditions permettant de fractionner efficacement le faisceau original", expliquent Annalisa Patriarca et Eric Hierso, ingénieure et responsable du bureau d'études mécanique au service technique-ingénierie du Centre de protonthérapie.

C’est avec un collimateur particulier, cette pièce en laiton percée d’un réseau de fentes (de 0,4 à 0,7 mm de large) (cf photo 1) qui permet de générer les mini faisceaux juste avant d’atteindre leur cible. Les essais se sont limités dans un premier temps à une énergie de 100 MeV ce qui permet une pénétration dans les tissus de l’ordre de 7 cm. "C’est la première fois qu’une dosimétrie dans de si petites tailles de faisceaux de protons est effectuée. Le défi est relevé. L’ensemble des données recueillies doit permettre de guider les toutes prochaines expériences biologiques", complète Catherine Nauraye, physicienne médicale du Centre de protonthérapie de l’Institut Curie.

Ces travaux fournissent la preuve expérimentale de concept de cette nouvelle méthode de protonthérapie. Les faisceaux de protons pourraient cliniquement permettre le dépôt uniforme d'une forte dose dans une tumeur située au centre du cerveau en préservant les tissus sains sur le trajet du faisceau grâce au fractionnement spatial. On augmente le seuil de tolérance des tissus sains avec la diminution du volume macroscopique de tissus irradiés. Ainsi les effets secondaires sont limités au maximum.

Cette recherche a été soutenue par un financement de l'Agence nationale de la recherche dans le cadre des Investissements d'avenir.

 

En savoir plus

Proton minibeam radiation therapy: Experimental dosimetry evaluation

C. Peucelle, C. Nauraye, A. Patriarca, E. Hierso, N. Fournier-Bidoz, I. Martínez-Rovira, and Y. Prezado (Medical Physics 42, 7108 (2015); doi: 10.1118/1.4935868, American Association of Physicists in Medicine)

Lire l’article en ligne 

 

Texte: Nathalie Oudar

Crédit photo : Centre de protonthérapie / Institut Curie

Légende photo 1 : Dispositif de collimation avec série de mini-fentes

Légende photo 2 : Illustration de l’effet de peigne des mini-faisceaux favorisant la protection des tissus sains en amont de la tumeur 

Mathilde Regnault
11/02/2016