Des faisceaux radioactifs offrent une vue en temps réel du traitement du cancer chez les souris

Des faisceaux de particules anti-cancéreuses ont été pris en flagrant délit.

Les faisceaux de particules peuvent fournir une explosion d'énergie destructrice directement aux tumeurs - à condition que le faisceau soit au bon endroit. Maintenant, en utilisant un faisceau radioactif, les scientifiques ont localisé l'emplacement du faisceau tout en traitant des tumeurs chez des souris. C'est le premier traitement réussi de tumeurs avec un faisceau radioactif, signalent les scientifiques dans un article soumis le 23 septembre sur arXiv.org.

La technique pourrait éventuellement permettre aux scientifiques de traiter les patients humains avec une précision de l'ordre du millimètre - particulièrement important lorsque une tumeur est nichée à côté d'un organe sensible comme la moelle épinière ou le tronc cérébral.

Aidez-nous à nous améliorer en répondant à notre enquête de lecture de 15 questions.

Divers types de rayonnement peuvent traiter le cancer. Le plus courant est les rayons X, une lumière de haute énergie qui peut détruire l'ADN des cellules tumorales. Mais les rayons X déposent leur énergie tout le long du trajet du faisceau, ce qui entraîne des dommages collatéraux potentiels dans d'autres parties du corps. Un ciblage plus précis des tumeurs est possible avec des particules telles que les protons ou les ions - des atomes chargés électriquement - qui déversent la majeure partie de leur énergie en un seul endroit.

Le traitement par ions est actuellement réalisé dans plus d'une douzaine de centres dans le monde. Ces traitements utilisent des ions stables et non radioactifs - généralement du carbone-12, une variété de carbone avec six protons et six neutrons dans son noyau. Les particules du faisceau ont leurs électrons arrachés, ce qui leur confère une charge positive.

La tumeur est ciblée en fonction de calculs sur la profondeur à laquelle un faisceau pénétrera, associés à des images préalables du patient, par exemple, une tomographie par ordinateur (SN: 12/10/21). Mais les corps ne sont pas rigides, et les organes peuvent se déplacer entre l'imagerie et le traitement. Idéalement, la position du faisceau serait confirmée en temps réel. C'est exactement ce que permet la nouvelle technique.

« Si vous utilisez un ion radioactif, vous pouvez simultanément tuer la tumeur et voir le faisceau », explique le physicien Marco Durante du GSI Helmholtz Centre for Heavy Ion Research à Darmstadt, en Allemagne.

Durante et ses collègues ont utilisé des ions de carbone-11, qui ont un neutron de moins dans leur noyau atomique que les ions de carbone-12, les rendant radioactifs. Lorsque le carbone-11 se désintègre, il libère un positron un partenaire antimatière à charge positive d'un électron. Les scientifiques peuvent détecter ce positron s'annihilant avec un électron dans le corps, via la tomographie par émission de positons, ou PET (SN: 2/13/14). Cela permet d'identifier où le faisceau libère ses particules.

Dans l'étude, les scientifiques ont utilisé les ions de carbone-11 pour traiter des souris avec des tumeurs près de la colonne vertébrale. Les scientifiques ont pu vérifier la position du faisceau pendant le traitement et confirmer qu'elle était parfaite. Effectivement, le traitement a réduit la taille des tumeurs.

Les scientifiques avaient déjà tenté d'utiliser le PET pour mesurer l'emplacement d'un faisceau d'ions stables. Les ions stables n'émettent pas de positrons, mais certains noyaux atomiques stables se cassent en passant à travers la matière. Ces fragments peuvent former des ions radioactifs qui libèrent des positrons lors de leur désintégration. Mais la technique est difficile car le nombre de telles particules est faible.

Avec des faisceaux d'ions radioactifs, de nombreux positrons supplémentaires sont émis. « Cela permet [de] obtenir une image très nette et belle de l'endroit où la particule s'arrête », explique la physicienne des rayonnements Mitra Safavi-Naeini de l'Organisation australienne des sciences et de la technologie nucléaires à Sydney, qui n'a pas participé à la recherche.

La technique pourrait également aider les scientifiques à comprendre comment le matériau radioactif se déplace à travers le corps après un traitement par ions, explique Safavi-Naeini. Les particules radioactives sont évacuées de la cible du faisceau par le sang circulant dans le corps. Cela disperse le signal de positron au fil du temps. La quantité de cette évacuation pourrait aider les scientifiques à comprendre si les vaisseaux sanguins sont détruits par le traitement, coupant ainsi l'approvisionnement énergétique de la tumeur. Cela pourrait aider les scientifiques à comprendre comment utiliser au mieux les faisceaux de particules pour assurer la disparition du cancer.