Protonthérapie - Définition

Introduction

Le poste de contrôle du synchrocyclotron du centre de protonthérapie d'Orsay

Le Centre de protonthérapie d'Orsay

La protonthérapie est une technique particulière de radiothérapie visant à détruire les cellules cancéreuses en les irradiant avec un faisceau de particules. Contrairement à la radiothérapie « conventionnelle », la protonthérapie n'irradie pas les tumeurs en utilisant des photons mais, comme son nom l'indique, en focalisant un faisceau de protons sur les lésions. À ce titre, la protonthérapie est une branche de l'hadronthérapie qui regroupe les techniques de radiothérapie utilisant des ions lourds à la place des photons.

Introduction

La protonthérapie représente un intérêt en raison de sa capacité à cibler précisément et à détruire les tumeurs à la fois à la surface mais également installées en profondeur dans le corps, en minimisant les dommages occasionnés aux tissus biologiques environnants. Elle est donc préférentiellement utilisée pour traiter certains types de tumeurs pour lesquelles la radiothérapie conventionnelle à base de photons X endommagerait les tissus sains environnants et radiosensibles à un niveau inacceptable. Ceci est d'une importance particulière dans le cas de patients pédiatriques où les effets à long terme tels que le déclenchement de tumeurs secondaires provoquées par la dose totale de radiation dans le corps serait problématique. Du fait de la plus faible dose délivrée aux tissus sains, les protons ont des effets collatéraux moins sévères que la radiothérapie conventionnelle.

Historiquement, un domaine où la protonthérapie a eu très tôt des applications bénéfiques fut le traitement des mélanomes malins de la choroïde, un type de cancer de l'œil pour lequel le seul traitement connu était l'énucléation (extraction de l'œil). Aujourd'hui, la protonthérapie est l'une des techniques qui est capable de traiter cette tumeur sans mutilation. La protonthérapie est utilisée sur les cancers qui ne se sont pas encore propagés.

Comment ça marche

La protonthérapie, comme toutes les formes de radiothérapie, fonctionne en envoyant des particules énergétiques ionisantes (dans notre cas, des protons) dans la tumeur cible. Ces particules endommagent l'ADN des cellules jusqu'à finalement causer leur mort. Du fait de leur forte propension à la division cellulaire, et de leur aptitude réduite à la réparation des brins d'ADN endommagés, les cellules cancéreuses sont particulièrement vulnérables à cette attaque sur leur ADN.

Comme les protons se dispersent moins facilement dans les tissus, il y a très peu de dispersion latérale; Le faisceau de protons reste concentré sur la forme de la tumeur sans trop de dommages latéraux aux tissus environnants. Tous les protons d'une certaine énergie ont une certaine distance de pénétration; aucun proton ne pénètre derrière cette distance. De plus, la dose délivrée au tissu est maximale juste sur les derniers millimètres de cette profondeur de pénétration, ce maximum est appelé pic de Bragg (voir pouvoir d'arrêt), du nom de William Henry Bragg qui découvrit le phénomène en 1903. Cette profondeur dépend de l'énergie à laquelle les particules ont été accélérées par l'accélérateur de proton, énergie qui peut être ajustée au maximum des capacités de l'accélérateur. Il est de ce fait possible de concentrer la destruction des cellules due au faisceau de protons au plus profond du corps où la tumeur est située. Les tissus situés sur la course du pic de Bragg recevront une dose réduite, et les tissus situés après le pic ne recevront rien.

La protonthérapie, cependant, nécessite de gros équipements. Par exemple, le Centre de Protonthérapie d'Orsay, en France, utilise un synchrocyclotron de 900 tonnes. De tels équipements n'étaient à l'origine disponible que dans les centres étudiant la physique des particules. Et dans le cas de l'installation d'Orsay, la machine de traitement fut convertie d'une utilisation de recherche en physique vers une utilisation médicale.

De nos jours, il y a plusieurs centres dédiés à la protonthérapie en fonctionnement ou en construction en Amérique du Nord, Europe, Asie et Afrique du Sud. La thérapie par faisceau de protons a eu de remarquables succès dans le traitement de plusieurs types de cancers, incluant les tumeurs du cerveau et celles de la colonne vertébrale, aussi bien que celles de la prostate. Certains chercheurs ont émis l'idée que les antiprotons pourraient être encore plus efficaces pour détruire les cellules cancéreuses que leurs opposés protons. Pour le moment, seuls des recherches préliminaires sur culture de cellules ont été menées.