En 2011, plus de 4 millions de séances de radiothérapie ont été prescrites en France dans l'un des 172 établissements habilités, pour un peu moins de 180 000 patients¹. Ainsi, on peut estimer que plus de la moitié des patients atteints de cancers sont aujourd'hui traités par radiothérapie, que leur tumeur soit localisée ou qu'elle ait formé des métastases.

Une longue évolution

Comment fonctionne la radiothérapie ? Elle repose sur l'émission de rayonnements de grande énergie qui « ionisent » les tissus frappés, d'où leur nom de rayonnements ionisants. Cette ionisation provoque des dégâts dans la cellule cancéreuse, notamment au niveau de son ADN. Ces dommages peuvent entraîner la mort des cellules irradiées selon différents processus biologiques, qui font l’objet de recherches pour mieux les comprendre afin d’améliorer encore ce traitement.

Qui dit radiothérapie dit donc rayonnements. Cette médecine est ainsi née au tournant du 19e et du 20e siècle, avec la découverte d'une part des rayons X par le physicien allemand Wilhelm Röntgen et d'autre part de la radioactivité naturelle du radium par Pierre et Marie Curie. Cette thérapie a depuis considérablement évolué d'un point de vue technique. De nouvelles sources radioactives ont été identifiées, de la mise en place des premiers traitements par le cobalt-60 en 1951 aux éléments radioactifs artificiels comme l'iridium-192 ou le césium-137 aujourd'hui couramment utilisés. Enfin, l’utilisation dès 1953 des accélérateurs de particules a permis de produire des irradiations artificielles toujours plus puissantes et précises. La Fondation ARC accompagne ces efforts pour améliorer encore cette technique : ce sont ainsi 59 projets portant sur la radiothérapie qui ont été financés par la Fondation ARC entre 2008 et 2012, pour un montant total de plus de 3,5 millions d’euros.

Comment améliorer l'efficacité des rayonnements ?

Pour le Pr Élizabeth Cohen-Jonathan Moyal, médecin radiotherapeute à l’Institut Claudius Regaud et et chercheur en radiobiologie au Centre de recherche en cancérologie de Toulouse (CRCT), la radiothérapie va évoluer dans les prochaines années dans trois directions principales :

• un meilleur ciblage de la dose, grâce à des appareils plus perfectionnés et des modèles mathématiques pour calculer avec précision la dose reçue par le patient (mesurée en Gray). La radiothérapie de conformation avec modulation d’intensité s'appuie ainsi sur des logiciels spécialisés pour déterminer la succession d'irradiations optimale pour cibler au plus près la tumeur. Son bénéfice a été reconnu par la Haute Autorité de santé (HAS) dans le traitement des cancers localisés de la prostate et des voies aérodigestives supérieures, et elle est en cours d'évaluation pour d'autres indications. La radiothérapie stéréotaxique est une autre technique qui permet de focaliser l'irradiation sur la cible tumorale, limitant drastiquement les effets des rayonnements sur les tissus sains voisins. C'est le cas par exemple du CyberKnife, un appareil qui délivre un faisceau de rayons X via un bras robotisé : il est ainsi possible de suivre la cible en temps réel et de s'adapter aux mouvements du patient, liés à la respiration par exemple. D’autres appareils permettent également de réaliser cette irradiation de haute précision. La radiothérapie stéréotaxique a permis de traiter des métastases inaccessibles jusque-là à la radiothérapie classique, comme les métastases hépatiques, et de les traiter à des doses plus fortes ;
• une meilleure utilisation de l'imagerie, pour mieux localiser la tumeur. « Nous travaillons beaucoup sur la définition du volume cible grâce à l’imagerie multimodale », explique le Pr Cohen-Jonathan Moyal à propos de l'imagerie combinant plusieurs techniques (ou modes). Le but est de « sculpter la dose » en irradiant une région définie par ces nouvelles techniques d’imagerie permettant de définir plus fidèlement l’extension de la tumeur : cela permet d'augmenter la dose de rayonnements à cet endroit en diminuant les effets secondaires sur les tissus sains avoisinants. Pour cela, les radiothérapeutes s'appuient sur une multitude de techniques : le scanner, l'IRM, mais aussi des techniques d'imagerie dites métaboliques qui renseignent sur le fonctionnement des tissus cancéreux. On peut ainsi visualiser les nouveaux vaisseaux sanguins qui se forment pour irriguer les tumeurs, ou repérer les zones hypoxiques (pauvres en oxygène), un facteur identifié de radio-résistance. C'est le cas notamment avec la spectroscopie IRM qui permet d'explorer la composition des tissus. Cette technique d’imagerie est aujourd’hui utilisée pour prédire le le site de rechute de certaines tumeurs cérébrales ;
• une radio-sensibilisation par voie médicamenteuse des tumeurs. Ainsi, « à côté des aspects plus « physiques », une autre option émerge, explique le Pr Cohen-Jonathan Moyal : comprendre les mécanismes biologiques de la radio-résistance. Nous cherchons à comprendre pourquoi une tumeur va récidiver. » Ces travaux de biologie passent en premier lieu par l'identification en laboratoire des mécanismes impliqués dans la résistance des cellules cancéreuses aux rayonnements. L’étape suivante consiste à développer des molécules pour bloquer ces processus et ainsi augmenter l'effet des rayonnements. Dernière étape : leur évaluation lors d'essais cliniques². « Ces dernières années, des essais cliniques de phase I et II ont été menés avec des molécules ciblant ciblant les intégrines [des protéines impliquées dans les phénomènes d'adhésion cellulaire] ou alors bloquant les mécanismes l’angiogenèse d’angiogenèse, deux éléments connus pour favoriser la résistance des tumeurs à la radiothérapie », détaille le Pr Cohen-Jonathan Moyal. C'est notamment le cas d'un essai mené par son équipe toulousaine pour le traitement des glioblastomes, et combinant le tipifarnib (une thérapie ciblée aujourd'hui utilisée contre certaines formes de leucémies) et la radiothérapie³.

Si les premiers résultats s'avèrent mitigés, l'essai a permis de confirmer le fait que la présence en quantité anormale des intégrines était associée à un moins bon pronostic et à un risque de récidive plus grand. Les travaux de son équipe vont se poursuivre afin de poursuivre cette voie de la radiochimiothérapie, qui associe l'irradiation et l'administration de molécules pour décupler l'efficacité des rayonnements contre les cellules cancéreuses.

G.F.

Sources :
¹ La situation du cancer en France en 2012. Ouvrage collectif édité par l’INCa, décembre 2012.
² E. Cohen-Jonathan Moyal. Du laboratoire vers la clinique : expérience du glioblastome pour moduler la radiosensibilité tumorale. Cancer/Radiothérapie. 2012;16(1):25-28.
³ A. Ducassou et al. αvβ3 Integrin and Fibroblast growth factor receptor 1 (FGFR1): Prognostic factors in a phase I-II clinical trial associating continuous administration of Tipifarnib with radiotherapy for patients with newly diagnosed glioblastoma. European Journal of Cancer. En ligne le 8 avril 2013.