Un dispositif inventé à l'IJCLab et utilisant la focalisation magnétique pourrait faciliter le recours à la radiothérapie par mini faisceaux de protons. Testé en laboratoire et sur des rongeurs auprès du centre de Protonthérapie d'Orsay, il vient de faire l'
objet d'une publication dans
Scientific Reports.
Simulation des faisceaux de protons dans une cuve à eau.Les cartes de dose transversales (haut) et longitudinales (bas) révèlent la propriété caractéristique de la pMBRT: une succession de régions de haute dose ("pics") et faible dose ("valleys") qui favorise la préservation des tissus sains.
La radiothérapie par mini-faisceaux de protons (pMBRT pour
Proton minibeam radiation therapy) est une nouvelle
stratégie thérapeutique, qui permet d'augmenter considérablement la préservation des tissus sains
tout en atteignant un
contrôle tumoral équivalent ou supérieur à la radiothérapie conventionnelle dans le cas de gliomes de haut
grade chez le rongeur. Elle utilise des faisceaux de protons submillimétriques, d'un ordre de grandeur environ une fois plus petit que les faisceaux utilisés en clinique.
Actuellement, la mise en oeuvre de la pMBRT avec des collimateurs mécaniques a montré ses limites: rigidité, diminution de l'efficacité et production de neutrons secondaires supplémentaires. Pour dépasser ces obstacles, une équipe dont fait partie Tim Schneider, étudiant en thèse au IJCLab, sous la supervision de Yolanda Prezado de l'
Institut Curie, a exploré une solution potentielle: la génération de mini-faisceaux par focalisation magnétique. En collaboration avec le centre de
Protonthérapie d'Orsay, ils ont déployé une nouvelle configuration qui utilise des éléments de ligne de
lumière conventionnels et présente une
distance focale modérée d'environ 1 m et un entrefer raccourci de 10 à 30 cm. Ce dispositif est capable de fournir des tailles de faisceau comprises entre 0,66 et 1,67 mm FWHM à des énergies cliniquement pertinentes.
Cette technique est donc compatible avec la pMBRT et permettrait un traitement plus efficace et flexible, accessible à la planification de traitement modulée en intensité 3D. Un brevet a été déposé suite à cette étape du développement, et l'équipe étudie à présent les perspectives d'intégration dans les centres cliniques.
La publication:
Advancing proton minibeam radiation therapy: magnetically focussed proton minibeams at a clinical centre
Tim Schneider, Ludovic De Marzi, Annalisa Patriarca & Yolanda Prezado,
Scientific Reports volume 10, Article number: 1384 (2020)