Plateforme Radiograaf : rayonnements ionisants et nouvelles approches thérapeutiques contre le cancer

La plateforme a été développée afin de comprendre comment, en mettant à profit un accélérateur de particules, les rayonnements ionisants contribuent à améliorer les traitements anti-cancer.

Artist’s rendition of NIST’s speedy ions (credit: Adam Wagner/NIST)Artist’s rendition of NIST’s speedy ions (credit: Adam Wagner/NIST)

Le 6 juin 2016, un groupe de citoyens a découvert la plateforme Radiograaf de L’Institut de physique nucléaire de Lyon de l’Université Claude Bernard Lyon 1.

Dr Michaël Beuve (responsable scientifique de la plateforme), a présenté les activités de recherches menées au sein du LabEx PRIMES – et mis en lumière le fait que l’interaction des ions avec la matière vivante, contribue à améliorer les traitements et à développer de nouvelles approches thérapeutiques dont l’hadronthérapie.
 

L’hadronthérapie, une technique innovante d’irradiation
 
Cette technique innovante de lutte contre le cancer consiste en une irradiation de cellules cancéreuses par un faisceau de particules. A la différence de la radiothérapie conventionnelle, l’hadronthérapie n’utilise pas de rayons X mais plutôt des faisceaux soit de protons (protonthérapie), soit des ions carbone (on parle dans ce cas de carbonethérapie).
Des centre de soins par hadronthérapie se construisent de part le monde; notamment au Japon (pionnier en la matière) qui en dénombre trois. L’Allemagne également et trois autres centres se sont développés en Italie, Autriche et en Chine.
L’hadronthérapie est particulièrement indiquée dans les cas de tumeurs profondes
 

Le pic de Bragg : un phénomène de précision en radiothérapie
 
pic de braggLe pic de Bragg (découvert par William Henry Bragg en 1903) représente le pic de radiations dans la matière, avant que cette énergie ne se dissipe de manière conséquente.
Ce phénomène est exploité par l’hadronthérapie, particulièrement lorsque la tumeur est profonde, difficilement accessible ou localisée près de tissus fragiles ou trop sensibles aux radiations conventionnelles. L’objectif est donc de concentrer de manière très précise et très rapide le faisceau de radiation sur la tumeur à traiter, en n’atteignant que très sporadiquement les tissus environnants.


La plateforme Radiograaf : pluridisciplinaire.

Au sein de l’équipe de recherche CAS-PhaBIO de l’Institut de physique nucléaire de Lyon (IPNL) et du LabEx PRIMES, la physique, la chimie et la biologie sont mises à contribution pour comprendre, quantifier et modéliser les effets des rayonnements ionisants à différentes échelles : de l’atome au patient – et de l’atto-seconde à des décennies.

Sur place, une ligne d’irradiation de cellules in-vitro est opérationnelle. Les chercheurs évaluent donc et modélisent les effets des radiations émises par cette ligne, alimentée par un accélérateur de particules. En parallèle, la plateforme dispose également d’un laboratoire de biologie cellulaire permettant la préparation des matériaux à irradier, ainsi que l’analyse biologique des effets des radiations post-traitement.

Schématisation de la ligne d’irradiation:

ligne irradiation radiograaf


Les approches innovantes telles que l’hadronthérapie qui se développent dans le cadre de la lutte contre le cancer sont gages d’espoir. Les programmes de recherche menés au sein de ces équipes améliorent les traitements contre le cancer et gagnent à être perpétués et encouragés.

Les origines lyonnaises de la radiothérapie anticancéreuse

La première radiothérapie anticancéreuse «validée par des publications et des faits pratiques incontestables » a été réalisée en juillet 1896 par le Lyonnais Victor Despeignes.

crédit : Graeme Bartlett
Le 25 mai 2016, Nicolas Foray, radiobiologiste et responsable du groupe de radiobiologie du Centre de Recherche en Cancérologie de Lyon (Centre Léon Bérard / Inserm/CNRS/Université Claude Bernard Lyon 1), a reconstruit une biographie de ce « premier radiothérapeute de l’Histoire » qui devrait être « une de nos gloires nationales ». Cette conférence fut l’occasion de découvrir certains faits méconnus qui amenèrent ce médecin hygiéniste à réaliser ce traitement unique né de la conjonction des idées pasteuriennes, de la découverte des rayons X et de l’aide technique probable des frères Lumière.

François-Victor  Despeignes  est  né  à Lyon le  14  février  1866,  au  14 de la  rue de  Bourbon,  actuelle rue  Victor-Hugo. Suite à des  études  en  médecine, il devient  externe en  1886, est accueilli  dans  différentes  sociétés  savantes  de  Lyon  dès  les  années  1890 et, comme  de  nombreux étudiants  en  médecine  de  Lyon,  intègre  un  laboratoire  de  recherche. Au sein du laboratoire  de  parasitologie  du  Professeur  Louis  Lortet, il  travail de 1890  à  1893 sur deux sujets majeurs de l’époque : la salubrité  des  eaux  de  ville  et la  tuberculose.

Plusieurs séries d’expérimentations le conduisent en 1896 à analyser le potentiel des rayons X pour détruire les bacilles tuberculeux. Nommé chef des travaux dès 1892, Victor Despeignes  pouvait prétendre à l’agrégation et à la direction du laboratoire pourtant, en dépit du soutien de Louis Lortet, c’est René Koehler, docteur en médecine de  Nancy, et surtout gendre de Louis Lumière, qui est désigné successeur de Louis Lortet. D’un caractère impétueux, Victor Despeignes renonce alors sur un coup de tête à son avenir lyonnais, et quitte la recherche universitaire pour un poste de  médecin praticien.


Médecin de canton à Buis-les-Baronnies (Drôme) puis peu après aux Échelles (Savoie), entre 1894 et 1907, c’est dans le cadre de cette fonction qu’il réalise la première  radiothérapie anticancéreuse.

Alors que le Professeur Lortet  vient de faire connaître ses  premiers résultats obtenus en soumettant à l’action des rayons Roentgen des cobayes auxquels avaient été inoculés des substances tuberculeuses, Victor Despeignes est convaincu du potentiel des rayons X pour traiter le cancer qu’il imagine être «une maladie parasitaire sinon microbienne».

Pour soulager un de ses patients souffrant de ce qu’il nomme cancer de l’estomac, Victor Despeignes décide de mettre en œuvre  un traitement aux rayons X à l’aide d’une instrumentation spécifique : source d’électricité  (pile ou  machine  électrostatique), bobine d’induction permettant l’augmentation du voltage et tube à rayons X. Il ajoute au traitement radiothérapique, un traitement dit «accessoire» : «J’ordonnai le régime lacté, le vin de condurango et je continuai les injections de sérum artificiel» écrira-t-il.


Entre le 4 et le 12 juillet 1896, huit  jours de ce traitement conduisent à une diminution  considérable  de  la  douleur  du patient jusqu’à lui permettre de se passer de l’emploi de narcotiques, et à une réduction sensible du volume de la tumeur, que Victor Despeignes suit grâce à un tracé de pointillés marqués sur la peau du patient.

Victor Despeignes écrit « constater une amélioration sensible permettant quelque espoir là où il n’y en avait plus » et que « en  présence de ces résultats, et quoique la terminaison ait été funeste, nous nous demandons si ayant affaire à une affection cancéreuse moins avancée et à marche moins rapide, on ne pourrait pas espérer, sinon une guérison, du moins une survie considérable en employant le traitement que nous avons inauguré ».

À la suite des deux articles du Lyon Médical des 26 juillet et 2 août 1896, les faits furent mentionnés dans l’Indépendance Médicale du 5 août 1896, dans la Médecine Internationale d’octobre 1896  et dans l’Officiel Médical du 15 octobre 1896.


Victor Despeignes est nommé en, 1907, directeur du bureau d’Hygiène de Chambéry. Il y poursuivra son action jusqu’à sa mort en 1937.

S’occupant seul du fonctionnement du laboratoire de bactériologie, de l’analyse bactériologique des eaux comme des examens et analyses dans le diagnostic des maladies, il est aussi à l’origine d’un  système éducatif pour promouvoir les idées pasteuriennes sur l’asepsie. Combattant « les  négligences », il dissuade du port des jupes longues qui « soulèvent et ramènent à la maison des poussières pas toujours inoffensives », met en place la désinfection de tous les manuels scolaires durant les vacances, milite pour la gratuité ou le remboursement des billets de train pour l’accès  à une auscultation dans le service de vénérologie qu’il a créé à Chambéry, envisage le « cinématographe au moyen duquel pourraient se faire des séances récréatives auxquelles on mêlerait des numéros instructifs ». En septembre 1907, Victor Despeignes est le président-fondateur de « La  Savoisienne »,  « coopérative d’habitations hygiéniques à bon marché », ancêtres de nos HLM, et s‘engage dans la construction de 24 premières maisons individuelles.


En dépit du fait qu’entre le 4 et le 23 juillet 1896, Victor Despeignes ait effectué la première radiothérapie anticancéreuse validée par des publications et des faits pratiques incontestables, il ne participa à  aucune discussion sur les essais cliniques de radiothérapie qui se sont déroulées dans les années 1930. Fait Chevalier de la Légion d’Honneur en 1935, Victor Despeignes décède le 30 juillet 1937  à son domicile de Chambéry.

Bien que le supposé cancer de l’estomac fut, de l’avis des experts, plutôt un lymphome gastrique, un évidence surgit : à l’heure du 120ème anniversaire de ce qui marqua la naissance de la radiothérapie, l’œuvre de Victor Despeignes semble ne pas être citée à sa juste valeur, que ce soit pour la prescience de sa tentative de juillet 1896 ou pour son action en faveur de l’hygiène  publique.


Pour rencontrer Nicolas Foray et assister aux événements qui célébreront, entre le 3 et le 5 juillet prochain, le 120ème anniversaire de cette première radiothérapie, consultez le programme des prochaine journées Victor Despeignes sur le site du CLARA

 

 

Lutte contre le cancer : le Centre Léon Bérard à la pointe

Centre de lutte contre le cancer de Lyon et de Rhône-Alpes, le Centre Léon Bérard allie trois missions essentielles : les soins, la recherche et l’enseignement, pour une approche complète de la maladie.

centre leon berard

Dans le cadre du cycle de médiation « Et si on en parlait » sur le cancer, le service Sciences et Société de l’Université de Lyon a proposé une visite en deux temps des équipements du Centre. Le 26 mai dernier, les visiteurs ont découvert le processus de lutte contre le cancer qui y est développé – depuis les travaux de recherche fondamentale jusqu’aux pratiques de soins, avec la découverte d’une technologie innovante de radiothérapie : le Cyberknife®.

La Recherche contre le cancer, au cœur du Centre Léon Bérard

Pionnier en la matière, le Centre Léon Bérard a su en quelques décennies construire des programmes de recherche transversaux, interdisciplinaires et les connecter aux activités de soins. « Le projet médico-scientifique du Centre Léon Bérard a posé les bases de ce développement, dont l’ambition principale de renforcer le continuum soins-recherche en favorisant la recherche de transfert pour faciliter l’innovation et son accessibilité aux patients, tant sur le plan diagnostique que thérapeutique ».

La plasticité de la cellule cancéreuse…

La visite du centre de recherche en cancérologie a permis de découvrir certains programmes en cours actuellement. L’un d’entre-eux s’intéresse particulièrement à la plasticité des cellules cancéreuses. Un département entier du Centre s’intéresse à cet objet et tente de « caractériser les mécanismes moléculaires à l’origine de l’hétérogénéité intra-tumorale, (…) avec le développement d’un axe fort visant à caractériser les cellules souches cancéreuses et leur évolution au cours du développement tumoral. Les principaux types de cancers étudiés par ces équipes sont les cancers du sein, le mélanome, les tumeurs gastro-intestinales et les glioblastomes ».

Pour en connaitre davantage, découvrez la page du département et des 7 équipes de recherches qui lui sont rattaché sur le site du CRCL (Centre de Recherche en Cancérologie de Lyon).

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La recherche au Centre Léon Bérard en chiffres

  • 500 personnes dédiées à des programmes de recherche contre le cancer
  • 1990 patients inclus dans un essai clinique
  • 309 publications de recherche en 2014

De la Recherche aux soins : le traitement du patient par le Cyberknife®

La visite se poursuit et s’oriente vers les applications thérapeutiques liées au cancer. Fin 2010, le département de radiothérapie du Centre Léon Bérard, dirigé par le docteur Christian Carrie, a installé le Cyberknife®.

04-2016-RHE-cyber-dImmense « bras armé » des physiciens et radiothérapeutes du Centre Léon Bérard, ce robot de radiothérapie novateur administre avec une grande précision « divers traitements de radiothérapie, sous forme d’un grand nombre de faisceaux de rayons X de 6 MegaVolts« . Comparé à des appareils de radiothérapie plus classiques, cette méticulosité permet de moins risquer d’irradier les tissus sains qui jouxtent la tumeur visée. Lorsque cette précision est essentielle, l’équipe médicale du Centre Léon Bérard peut désormais compter sur cette technologie afin d’assurer aux patients un accès aux soins, ce malgré la sensibilité de la zone atteinte par la maladie. « C’est le cas des tumeurs cérébrales, près des voies optiques, pulmonaires, ou des tumeurs proches de la colonne vertébrale, pour le foie, le pancréas ou la prostate et dans le cas des tumeurs pédiatriques« .

Un robot intelligent et des traitements plus courts

Le Cyberknife® a pour particularité d’adapter sa position d’impact en fonction des mouvements de la tumeur ou du patient (lorsqu’il respire par exemple). Grâce à un complexe système d’imagerie et de captation (caméras), le robot peut se recentrer et se repositionner très précisément de manière continue tout au long du traitement en suivant ces mouvements.

Également, les patients voient la durée de leur traitement réduire de manière conséquente, pour des résultats très probants. « Le Cyberknife® est un outil unique permettant de (…) diviser par 20 le nombre de séances. En effet, il faudra en moyenne 1 à 5 séances de Cyberknife® de 45 minutes contre 30 à 40 séances de 10 minutes avec les autres accélérateurs. La durée totale du traitement passe donc d’une semaine voire d’un jour avec le Cyberknife® contre 4 à 8 semaines en traitement de radiothérapie classique. »


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