Radiobiologie et Imagerie moléculaire

Emmanuelle Manck
02/11/2021
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Pionniers en matière de radiothérapie, les chercheurs de l’Institut Curie associent les nouvelles connaissances en biologie, en physique des rayonnements et en imagerie pour faire progresser les prises en charges des cancers.
projet 1 couverture Equipe Fachinetti

Radiobiologie 

A l’origine de la création de l’Institut Curie, la radiobiologie étudie l’effet des radiations sur les tissus vivants. Dans le cadre du traitement des cancers, il s’agit notamment de comprendre comment éradiquer par irradiation les cellules tumorales, tout en induisant un minimum de dommages aux tissus sains. Ainsi, les recherches en radiobiologie accompagnent le développement de nouveaux modes de radiothérapie. Certaines équipes cherchent à comprendre comment les rayonnements impactent les processus cellulaires et tumoraux, d’autres à perfectionner la délivrance des radiations. Le but : cibler plus spécifiquement les cellules tumorales et ainsi, étendre les indications de la radiothérapie à des zones difficiles (abdomen, cerveau…).

C’est au Centre de Recherche de l’Institut Curie que la technique de radiothérapie « Flash » a été mise au point : en quelques secondes d’irradiation, elle active la destruction tumorale alors que les cellules saines savent encore se protéger. Les molécules « Dbaits », qui augmentent la sensibilité des cellules tumorales à la radiothérapie, y ont été testées avec succès sur le mélanome. Enfin, la prometteuse technologie « mini-beam », dont les multiples petits faisceaux atteignent les cellules tumorales par diffusion tout en laissant aux cellules saines la capacité de se renouveler, y est développée.

Avec la plateforme Radexp et le centre de protonthérapie, nous disposons d’un des plus grands plateaux technologiques pour faire progresser la radiobiologie et la radiothérapie

Marie Dutreix, cheffe de l’équipe de recherche Réparation, Radiation et Thérapie innovantes anticancer

Imagerie moléculaire 

L’imagerie moléculaire est un ensemble de techniques, telles que le TEP-Scan, permettant de visualiser et cartographier in vivo des mécanismes moléculaires normaux et pathologiques. Il est ainsi possible de caractériser, de façon non invasive, les anomalies moléculaires associées aux tumeurs, d’évaluer leur hétérogénéité et d’identifier les différentes populations cellulaires : cellules présentant un hypermétabolisme glucidique indiquant une agressivité tumorale, cellules en hypoxie résistantes à la radiothérapie, fibroblastes associés à la dissémination métastatique ou interférant avec l’immunothérapie. L’imagerie TEP « corps entier » détecte la tumeur primaire mais aussi les ganglions envahis et les métastases à distance. Elle permet de mesurer leurs éventuelles différences moléculaires pour adapter les traitements.

Les travaux des chercheurs de l’Institut Curie ont pour objectif de faire de l’imagerie moléculaire une véritable « biopsie virtuelle » permettant d’échantillonner l’intégralité des tumeurs de façon non invasive. Les équipes développent de nouveaux traceurs, méthodes d’imagerie et logiciels d’analyse d’images pour identifier des biomarqueurs pronostiques et prédictifs. Par méthodes d’intelligence artificielle intégrant l’ensemble des caractéristiques moléculaires tumorales des patients dévoilées par l’imagerie et les données cliniques, les équipes construisent également des modèles de réponse aux traitements.

Intégrer à l’échelle du corps entier les informations moléculaires relatives aux cellules tumorales, mais aussi aux tissus dans lesquels se développent les tumeurs ou les cellules immunitaires, est une clé pour comprendre la complexité du cancer et mieux soigner les patients

Irène Buvat, directrice de l’unité Laboratoire d’imagerie translationnelle en oncologie (U1288).