Bilan

Quand les chirurgiens troquent leurs scalpels pour un accélérateur de particules

Bienvenue dans l'ère de la radiothérapie sans effets secondaires ni rechutes. A l'hôpital universitaire d'Heidelberg, le professeur Thomas Haberer supervise les derniers réglages qui vont transformer, d'ici à quelques mois, vingt ans de recherches en un traitement révolutionnaire pour les patients atteints de cancer. A dix mètres sous terre, dans un décor de science-fiction, Siemens, partenaire industriel de ce projet, applique les 35 licences cédées par Thomas Haberer pour coupler un appareil d'imagerie scanner à un synchrotron qui accélère des particules (les ions de carbone) à une vitesse proche de celle de la lumière. Grâce aux images qui indiquent précisément la localisation de la tumeur, les chirurgiens manipulent le bras robotisé de 500 kilos qui guide ce canon à ions lourds comme un scalpel de haute précision pour pénétrer au plus profond du cerveau sans la moindre incision. «Ce que nous faisons ici consiste à gommer, une par une, les cellules cancéreuses», résume Thomas Haberer.

Une balistique archiprécise

Réservée aux traitements de cancers profonds et difficilement accessibles comme celui du cerveau, cette nouvelle forme de radiothérapie est en train de devenir un Graal pour de nombreux hôpitaux universitaires. Ils cherchent à se doter d'un centre d'hadronthérapie utilisant soit les ions lourds comme à Heidelberg, soit les protons comme à l'Institut Paul Scherrer, à Villigen, en Suisse. Là, Martin Jermann, directeur adjoint du PSI et responsable de la protonthérapie, explique comment depuis vingt-cinq ans les pionniers helvétiques ont opéré plus de 5000 patients avec cette technologie. En collaboration avec l'hôpital ophtalmique Jules Gonin, à Lausanne, ils ont commencé dans le cadre du programme Optis par s'attaquer aux tumeurs des yeux, ces derniers ayant l'avantage d'une densité homogène permettant de bien contrôler les faisceaux de protons. Fort d'un taux de réussite de 98%, ils ont étendu la protonthérapie à d'autres formes de cancers solides (sans métastases, soit 70% des cancers au moment du diagnostic) difficiles à atteindre avec les rayons X, trop profonds ou trop proches d'organes critiques. En 2007, le centre expérimental du PSI a acquis un nouveau cyclotron afin de traiter 500 patients par an. Il prépare pour la fin de l'année une deuxième installation afin d'augmenter cette capacité. Complémentaires plutôt que concurrentes, la protonthérapie et celle à ions lourds se différencient essentiellement par leurs effets biologiques. Les protons ont une énergie comparable aux photons de la radiothérapie classique mais ils traitent plus en profondeur et plus précisément les tumeurs en évitant d'endommager les cellules saines. Les ions lourds déposent plus d'énergie que les protons dans les cellules cibles, faisant exploser leurs ADN afin de garantir qu'elles soient incapables de se réparer. «Dans tous les cas, seuls 15% des cancers sont candidats à de tels traitements», explique Martin Jermann. Il estime que la protonthérapie suffira la plupart des temps et réserve les ions lourds à 3% des cas, en particulier les tumeurs très profondes. A Heidelberg, Thomas Haberer construit, lui, une installation qui peut utiliser indifféremment les protons ou les ions lourds. Une technique reprise par les hôpitaux de Marburg et de Kiel, qui ont commandé des centres d'hadronthérapies à Siemens de même qu'un client chinois de l'entreprise. La précision des scalpels associant scanners et faisceaux de particules exerce, en effet, un appel irrésistible pour les chirurgiens. En dix ans d'essais sur 425 patients, Thomas Haberer n'a enregistré ni effet secondaire ni surtout la moindre récidive. Et, forcément, on se demande si une telle technologie n'aura pas vocation à s'étendre progressivement à d'autres cancers?

Une course au prestige

L'idée fait d'ailleurs déjà son chemin à Heidelberg. Dans cet hôpital universitaire, il est prévu des essais cliniques pour le cancer de la prostate et du poumon tandis que le PSI espère que la très haute résolution des scanners de sa future seconde installation lui permettra d'attaquer des tumeurs mobiles. En Allemagne, au Japon, en France et aux Etats-Unis, d'autres centres cherchent à étendre les prescriptions des hadronthérapies. Et à cela s'ajoutent les nouveaux centres prévus pour la prochaine décennie comme à Pavie et à Lyon. «C'est aussi une course de prestige pour les grands hôpitaux universitaires», commente Martin Jermann. Mais il rappelle que le coût et l'inévitable question du remboursement par les caisses maladie tempéreront les ambitions. «Un centre de protonthérapie coûte 100 millions de francs et avec les ions lourds, c'est pratiquement le double.»Reste qu'avec une estimation de la nécessité d'un centre d'hadronthérapies pour dix millions d'habitants, les industriels comme Ion Beam Applications en Belgique, Varian Medical Systems aux Etats-Unis ou Hitachi ont devant eux un gigantesque marché. Surtout, si comme Siemens vient de le faire, ils s'ouvrent le marché chinois.

Une IRM pour détruire les métastases Des essais ont été effectués avec succès par des Français. IRM ou scanner Alors que le scanner tomographique utilise les rayons X et un liquide de contraste pour faire ressortir certains tissus, l'imagerie par résonance magnétique nucléaire (IRM) mesure les signaux émis par certains atomes et produit des images en deux ou trois dimensions sans radiation ni absorption de liquides par le patient. Magnétisme L'idée d'associer l'imagerie IRM à une procédure chirurgicale, comme c'est le cas pour l'hadronthérapie, était dans l'air mais elle est compliquée par le très fort champ magnétique de l'IRM qui interdit la présence d'instruments à proximité. Première Une équipe française emmenée par le professeur Alexandre Carpentier et l'entreprise américaine Biotex vient cependant de réussir la première IRM interventionnelle pour détruire avec un laser guidé par IRM des métastases cérébrales qui surviennent chez 10 à 20% des malades atteints de cancer du sein et du poumon. Essais Quinze métastases résistant aux traitements habituels ont été traitées chez neuf patients avec cette IRM interventionnelle de décembre 2006 à février 2008. Un essai dans plusieurs centres et sur un plus grand nombre de patients est en préparation.Recherche À l'assaut du pic de Bragg La très grande précision des nouvelles radiothérapies repose sur les principes de l'ionisation. William Bragga reçu un Nobel en physique à l'âge de 25 ans.

L'hadronthérapiedoit son existence à William Bragg, un physicien qui a découvert au cours des années 1910 les propriétés d'ionisation (de charge ou de décharge électrique) des atomes par un rayonnement et leur concentration à un point précis. D'où le nom de pic de Bragg. Pour irradier une zone cancéreuse, le rayonnement traverse les tissus en déposant une certaine énergie. Plus la vitesse de ces particules est grande, plus cette énergie pourra être déposée en profondeur. Avec un cyclotron pour les protons et un synchrotron pour les ions lourds, ces particules accélérées déposent l'essentiel de leur énergie en fin de parcours. Cette dépose maximale ou pic de Bragg peut être réglée par l'énergie de la particule à la sortie de l'accélérateur. Il devient ainsi possible de concentrer un maximum d'énergie à un point très précis tout en épargnant les tissus sains ou les organes à risque comme le cerveau. LE CHIFFRE 12% des personnes atteintes de cancer sont soignées par radiothérapie contre 5% par la chimiothérapie et 22% par la chirurgie.

Photo: Bras robotisé / © D.R.

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