Comment la radiothérapie par protons peut tuer le cancer en quelques millisecondes
Une nouvelle recherche chez la souris montre «pour la première fois» que les scientifiques peuvent utiliser des protons pour administrer une radiothérapie en quelques millisecondes, tuant les cellules cancéreuses tout en protégeant les tissus sains.
Plus de la moitié des personnes ayant un diagnostic de cancer reçoivent une radiothérapie.
Les radiations endommagent l'ADN des cellules cancéreuses, ralentissant leur progression ou les tuant.
Cependant, c'est un processus lent; les radiations ne détruisent pas les cellules cancéreuses tout de suite - il faut parfois des semaines de traitement pour endommager suffisamment l'ADN des cellules pour les tuer.
Une autre raison pour laquelle la radiothérapie peut prendre plusieurs semaines est que la thérapie a plus de chances de réussir lorsque les cellules cancéreuses se développent et se divisent en nouvelles cellules.
Ainsi, étaler le traitement sur une longue période augmente les chances que le rayonnement cible les cellules cancéreuses lorsqu'elles sont en phase de croissance.
Enfin, l'administration de radiations à petites doses quotidiennes aide à protéger les cellules saines en leur donnant plus de temps pour se réparer.
Mais de nouvelles recherches suggèrent qu'il pourrait y avoir un moyen d'administrer des radiations à une vitesse record tout en protégeant les tissus sains.
La technique innovante est appelée FLASH, ou radiothérapie à très haut débit, et selon des recherches antérieures, elle utilise des électrons pour minimiser les dommages aux tissus sains tout en ciblant les tumeurs.
Surtout, FLASH aurait atteint ces effets en moins d'une seconde, ce qui pourrait réduire de manière exponentielle la durée des séances de radiation.
La nouvelle étude montre comment l'utilisation du rayonnement protonique au lieu d'électrons ou de photons, ainsi que d'autres ajustements techniques, peut transformer FLASH en un outil puissant capable de délivrer un rayonnement en quelques millisecondes.
Le Dr James M. Metz, directeur du Roberts Proton Therapy Center et président de radio-oncologie à l'Université de Pennsylvanie, à Philadelphie, est le co-auteur principal et correspondant de la nouvelle étude, qui apparaît dans le Revue internationale de radio-oncologie, biologie et physique.
Test de la thérapie par protons FLASH sur le cancer
Comme l'expliquent les auteurs dans leur article, des recherches antérieures ont suggéré que la thérapie FLASH tue les cellules cancéreuses tout en préservant les tissus normaux dans les cancers du cerveau, du poumon, de l'intestin et de la peau.
Mais y a-t-il un seuil de débit de dose pour la thérapie FLASH? Et les scientifiques pourraient-ils délivrer FLASH beaucoup plus rapidement tout en préservant ses effets protecteurs et son efficacité anticancéreuse?
Selon les chercheurs, des études antérieures chez la souris ont montré que l'augmentation du taux de rayonnement de la radiothérapie électronique peut protéger contre le déclin cognitif lors de l'irradiation cérébrale. Et dans d'autres modèles murins - de fibrose pulmonaire et de syndrome de rayonnement gastro-intestinal - l'augmentation des tissus sains protégés par les rayonnements électroniques.
Les chercheurs à l'origine de la présente étude ont donc émis l'hypothèse que l'utilisation de protons au lieu d'électrons dans la thérapie FLASH permettrait de délivrer une dose de rayonnement plus élevée tout en conservant ses effets protecteurs.
En outre, la protonthérapie est généralement considérée comme plus sûre et plus efficace que la thérapie électronique.
Prouver la faisabilité du proton FLASH
Pour tester leur hypothèse et «comprendre les effets biologiques des faisceaux de protons [FLASH]», les chercheurs ont conçu et construit un appareil de radiothérapie capable de fournir des débits de dose de rayonnement FLASH ou standard «en utilisant des protons à double diffusion dans une géométrie définie par […] CT. . »
Les chercheurs ont utilisé un «faisceau de crayon unique» pour créer un «système à double diffusion», contournant ainsi une difficulté qui avait empêché les équipes de recherche précédentes de créer le dosage de rayonnement ou la taille de champ nécessaire.
Ensuite, l'équipe a appliqué le nouvel appareil à un modèle murin de cancer du pancréas et a constaté qu'il ciblait avec succès les tumeurs du flanc du cancer du pancréas tout en réduisant les dommages gastro-intestinaux.
«Nous avons pu développer des systèmes spécialisés dans la salle de recherche pour générer des doses FLASH, démontrer que nous pouvons contrôler le faisceau de protons et réaliser un grand nombre d'expériences pour nous aider à comprendre les implications du rayonnement FLASH que nous ne pourrions tout simplement pas avoir. fait avec une configuration de recherche plus traditionnelle », explique le Dr Metz.
«C'est la première fois que quiconque publie des résultats qui démontrent la faisabilité d'utiliser des protons - plutôt que des électrons - pour générer des doses FLASH avec un accélérateur actuellement utilisé pour les traitements cliniques.»
Dr James M. Metz
Ensuite, les chercheurs prévoient de concevoir un appareil qui délivrerait FLASH de cette manière aux humains.
