FRATHEA, la radiothérapie FLASH à l’Institut Curie

Augmenter le taux de guérison et réduire les effets secondaires induits par les radiations grâce à la combinaison de la radiothérapie FLASH et des électrons à très haute énergie (VHEE, very high energy electron) : c’est tout l’enjeu du projet FRATHEA (Flash RAdiation THerapy Electron Acceleration) porté par l’Institut Curie, en collaboration avec le CEA.

La radiothérapie classique délivre les radiations sur une période de plusieurs centaines de millisecondes, avec une accumulation progressive de la dose dans la tumeur et les tissus voisins. Cette approche comporte un risque d’endommager les tissus sains et de réduire l’efficacité du traitement sur la tumeur quand la radiothérapie FLASH est une méthode innovante qui consiste à administrer une dose élevée de radiations localement en moins de 100 millisecondes.

Depuis plus de 10 ans, les scientifiques de l’Institut Curie explorent et accumulent quantité de résultats scientifiques sur cette nouvelle modalité de radiothérapie sur des faisceaux d’électrons de basse énergie ou de protons. Cependant, ils restent confrontés à un obstacle majeur : les rayons d’électrons basse énergie n’ont pas la capacité d’atteindre les tumeurs en profondeur.

Aujourd’hui, l’Institut Curie mise sur la combinaison du FLASH avec la radiothérapie par électrons de très haute énergie (VHEE pour Very High Energy Electrons). Situés dans une gamme d'énergie de 100 à 250 mégaélectronvolts (MeV) contre 10 MeV en conventionnel, ces électrons VHEE présentent des propriétés physiques et biologiques avantageuses dans le traitement des tumeurs profondes. D’une extrême précision, cette nouvelle technologie vise à raccourcir les traitements et cibler en particulier des cancers de mauvais pronostics localisés près d’organes vitaux, jusque-là inaccessibles.

Cancer du poumon, du pancréas, tumeurs cérébrales, pédiatriques, ré-irradiations : les premières cibles thérapeutiques pour le FLASH-VHEE seront des cancers dont les traitements ne sont pas assez efficaces ou encore trop toxiques et pour lesquels on n’observe pas ou peu de progrès thérapeutiques depuis plusieurs années.
 

FRATHEA, une plateforme francilienne inédite au cœur d’un site médical et scientifique unique en Europe

Pour mettre en œuvre sa stratégie, l’Institut Curie lance en 2024 la phase opérationnelle de son projet FRATHEA (Flash RAdiation THerapy Electron Acceleration), en collaboration avec le CEA. Ce projet sera financé à hauteur de 37 millions d’euros sur quatre ans : 35 millions obtenus dans le cadre du plan Innovation santé 2030, volet santé de France 2030 et 2 millions en 2023 de la Région Île-de-France au titre de son dispositif « Grands lieux d’innovation » (GLI). Ce dispositif GLI soutient l’émergence de plateformes de R&D et d’expérimentation, de bancs d’essais ou lignes industrielles partagées, d’incubateurs et d’accélérateurs, autant d’infrastructures utiles au transfert de technologie, à la R&D collaborative et à l’innovation des acteurs économiques franciliens.

FRATHEA : la nouvelle ère de la radiothérapie Flash s'ouvre à l'Institut Curie
©ImagesAltourProduction
 

L’espoir d’ouvrir des essais cliniques à horizon 2028 

Une fois le projet FRATHEA achevé, l’Institut Curie disposera d'une plateforme expérimentale ouverte à divers partenaires académiques ou privés, dans la lignée des autres grands lieux d’innovation franciliens. Elle réunira des équipements, modèles biologiques et outils technologiques de pointe afin d’accélérer les phases de développement et les essais cliniques pour tout type de traitement en particulier en oncologie.

Première étape du projet FRATHEA 

La sélection du partenaire industriel pour la construction et l’installation de l’irradiateur médical FLASH-VHEE au cœur du site hospitalier de l’Institut Curie à Orsay. Une procédure d’appel d’offres est en cours et l’industriel sera sélectionné à l’été 2025. 

Seconde phase du projet

La seconde phase du projet prévoit la construction, l’assemblage et l’installation de l’irradiateur FLASH-VHEE sur le site d’Orsay, un site historique où Frédéric Joliot avait fait construire le premier accélérateur à protons dans les années 50.

Phase ultime du projet 

Elle consistera à réaliser des études précliniques pour démontrer la sécurité et l’efficacité de la radiothérapie FLASH-VHEE qui n’existe actuellement pas en France. Les équipes du projet FRATHEA mèneront un travail collaboratif et synergique pour prouver que la nouvelle plateforme expérimentale en place est sûre, efficace et surtout permettra en particulier de répondre rapidement à des besoins thérapeutiques jusqu’à présent sans solution satisfaisante.

 

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Des équipes pluridisciplinaires expertes

Pour s’adapter à cette nouvelle modalité de FLASH-VHEE utilisant un débit de dose 10 000 fois supérieur à celui utilisé en radiothérapie conventionnelle, de nouvelles méthodes doivent nécessairement être implémentées. Ainsi, la mise en œuvre du projet FRATHEA fait appel aux expertises pluridisciplinaires de l’Institut Curie et du CEA : des physiciens qui développent des composants d'accélérateurs et des équipements d'imagerie ou de dosimétrie1, des physiciens médicaux pour la planification et la simulation des traitements, des radiobiologistes qui testent les systèmes sur des tumeurs et des modèles animaux, des cliniciens qui mettent au point de nouveaux protocoles de traitement. 

[1] Détermination des doses de rayons X ou d'autres radiations à administrer en radiothérapie ainsi que sa répartition au niveau de la zone tumorale.

FRATHEA : un projet d'envergure inégalée autour de la radiothérapie FLASH-VHEE

Porté par l’Institut Curie, en collaboration avec le CEA, le projet FRATHEA a pour objectif  d'installer au cœur de l’hôpital de l’Institut Curie à Orsay un irradiateur de faisceaux d’électrons de très hautes énergies (VHEE) et de démontrer l’efficacité et la sécurité de la radiothérapie FLASH-VHEE.
Financé par France 2030 et par la Région Île-de-France, FRATHEA permettra de disposer en 2028 d’une plateforme unique au monde pour démarrer les premiers essais cliniques auprès de patients touchés par des cancers de mauvais pronostic.

Les explications en images du Pr Gilles Créhange, chef du département de Radiothérapie oncologique de l’Institut Curie et coordonnateur du projet FRATHEA.

©Art in Resarch @ImagesAltourProduction

Neuf groupes de travail déployés sur le projet FRATHEA

Sélection de l’industriel puis construction et installation de l’irradiateur FLASH-VHEE au cœur du site hospitalier de l’Institut Curie à Orsay
Deux groupes menés par les équipes du CEA sont responsables des études de radioprotection et de dosimétrie
Des études de radiobiologie et de radiophysique
Ultime étape pour préparer les essais cliniques
Histoire de la découverte de l’effet « FLASH » dans les laboratoires de l’Institut Curie

Dans les laboratoires de l’Institut Curie

Découverte de l’effet « FLASH »

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