LA RADIOTHÉRAPIE FLASH

Une innovation prometteuse pour la thérapie tumorale

Dr. Ibrahim B. Syed 

La technologie de radiothérapie dite flash est peut-être l’une des plus prometteuses pour la thérapie tumorale en ce sens qu’elle offre des perspectives vitales pour les études précliniques.

Dans cet article

• La radiothérapie flash représente un bouleversement complet de l’archétype plutôt qu’une amélioration de l’ère actuelle de la technologie de radiothérapie.
• La technologie de radiothérapie flash est peut-être l’une des plus prometteuses pour la thérapie tumorale en ce sens qu’elle offre des perspectives vitales pour les études précliniques.
• Si les études futures permettaient de mieux comprendre les mécanismes organiques de l’effet de la radiothérapie flash (effet flash), il serait possible de l’acquérir à des doses réduites, ce qui augmentera sa viabilité scientifique.

La radiothérapie flash est un tout nouveau modèle de radiothérapie qui peut être administré à un patient atteint d’un cancer en un seul traitement complet. La thérapie dure beaucoup moins d’une seconde et peut perdurer jusqu’à six semaines. En comparaison, la radiothérapie conventionnelle requiert plusieurs minutes pour l’administration de la même dose.

Introduction

La radiothérapie constitue l’un des principaux remèdes scientifiques contre les tumeurs. L’objectif de la radiothérapie est double : il s’agit d’une part de réussir à éradiquer les cellules tumorales à l’aide de rayonnements ionisants, et d’autre part de minimiser les lésions tissulaires régulières qui influencent négativement les soins et la qualité de vie de la personne affectée. Les estimations indiquent que jusqu’à 65% des patients atteints de tumeurs subissent une radiothérapie au cours de leur traitement. Pour y parvenir, la première chose à faire est de déposer une grande quantité de radiations ionisantes puissantes sur une tumeur tout en évitant d’irradier les tissus ordinaires. Les dernières décennies ont été marquées par l’essor de nouvelles technologies de pointe de radiothérapie : avec modulation d’intensité, corporelle stéréotaxique,  par protons ou  par particules de carbone. Ces nouveaux appareils et techniques ont transformé la radiothérapie en une thérapie particulière et efficace pour la plupart des patients atteints de cancer, par le biais de l’administration optimisée de la dose spatiale. Cependant, la thérapie des tumeurs résistantes aux rayonnements reste limitée en ce qu’elle recourt à la prescription d’une dose de complications tissulaires régulières.

Deuxièmement, pour obtenir une irradiation réussie, il faudrait augmenter la réaction différentielle des tissus sains et des tumeurs à l’ionisation des rayonnements en utilisant, par exemple, une stratégie thérapeutique hyper fractionnée. La radiothérapie conventionnelle comprend des fractions de deux Gy (ou « gris », une mesure utilisée pour les radiations) par jour pendant cinq jours chaque semaine pendant de nombreuses semaines, ce qui permet aux tissus sains de surmonter les effets dommageables précipités par les radiations dans une plus grande mesure que les tumeurs, dont la réaction aux radiations est dictée par l’utilisation de la dose totale introduite plutôt que par l’utilisation de la dose administrée à chaque fraction. Une troisième méthode de pointage précis, connue sous le nom de la radiothérapie flash, est apparue récemment comme un nouveau dispositif prometteur dans la présentation de l’administration temporelle d’une dose unique de rayonnements ionisants à fort dosage.

Quelles sont les nouveautés en radiothérapie ?

La radiothérapie conventionnelle s’est considérablement développée au fil du temps. En revanche, les dommages causés aux tissus sains au cours de la radiothérapie restent une priorité pour la radiothérapie traditionnelle.

La radiothérapie flash représente un bouleversement complet de l’archétype plutôt qu’une amélioration de l’ère actuelle de la technologie de radiothérapie. La variété des recherches ne cesse de s’accroître pour aboutir à une accumulation de résultats prometteurs. La technologie de radiothérapie flash est peut-être l’une des plus prometteuses pour la thérapie tumorale en ce sens qu’elle offre des perspectives vitales pour les études précliniques.

Avantages de la radiothérapie flash par rapport à la radiothérapie conventionnelle

La radiothérapie flash complète l’impact différentiel entre les tumeurs et les tissus sains. La radiothérapie flash fournit des doses dans un temps d’irradiation extraordinairement court, sous la forme d’un « flash » soudain de rayonnement. La radiothérapie flash est iso-puissante par rapport à la radiothérapie à dosage standard, ce qui réduit la toxicité tissulaire régulière et les effets secondaires.

La radiothérapie conventionnelle reste fortement limitée par les toxicités liées à l’irradiation. Si ces dernières pouvaient être réduites, une dose supplémentaire de radiations pourrait être administrée, ce qui favoriserait une réaction tumorale plus conséquente.

L’administration ultra-rapide de la radiothérapie (c’est-à-dire; électrons, photons/rayons X et protons) à des taux de dose supérieurs de plusieurs ordres de grandeur à ceux actuellement utilisés dans l’exercice scientifique réduit les toxicités précipitées par les rayonnements. Cela permet de dépasser largement les seuils de tolérance tissulaire habituels, augmentant ainsi l’indice de guérison par rapport à l’administration traditionnelle de radiations.

Dans la radiothérapie externe traditionnelle (EBRT), la personne atteinte est irradiée pendant 1 à 2 minutes, 5 jours par semaine, sur une période de 1 à 2 mois. Avec la radiothérapie flash, la personne affectée peut être irradiée en moins de 0,1 seconde pendant 1 à 4 jours, ce qui réduit considérablement les effets secondaires, la contamination des tissus sains et le coût.

Toxicité tissulaire

Les chercheurs ont, pour la première fois dans les années 1960, découvert que les cellules non cancéreuses soumises à des doses ultra-élevées de radiothérapie avaient beaucoup plus de chances d’être viables que les cellules soumises à des doses normales. Des recherches menées sur des souris ont permis de confirmer que les poumons des souris traitées par la radiothérapie flash étaient beaucoup moins endommagés que ceux des souris traitées par la radiothérapie conventionnelle. A chaque fois, les souris soumises à une irradiation complète du cerveau à des dosages traditionnels ont obtenu de moins bons résultats en termes de contrôles de reconnaissance que celles qui ont été traitées à des dosages ultra-élevés. Les réactions cutanées et les pores précipités par les radiations peuvent comprendre des rougeurs et des lésions, et il a été prouvé qu’elles étaient considérablement réduites chez les rongeurs traités avec la radiothérapie flash plutôt qu’avec celle conventionnelle. La radiothérapie flash a également obtenu de bons résultats lors d’un essai unique évaluant la réponse cutanée d’un mini-porc face à des taux de dose distincts de radiothérapie. Un autre essai portant sur la thérapie des cancers nasaux chez les chats avec la radiothérapie flash a confirmé la rémission complète des tumeurs avec un traumatisme minimal des tissus environnants. L’étude de l’impact de radiothérapie flash est importante pour déterminer comment il pourrait être utilisé dans une perspective scientifique pour traiter la plupart des patients atteints d’un cancer.

De nombreuses études montrent qu’en plus de réduire la toxicité tissulaire, la radiothérapie flash produit une réaction tumorale identique à celle conventionnelle.

Facteurs déterminants

Plusieurs facteurs peuvent jouer sur l’efficacité du traitement dit flash, notamment le taux de dose, la dose générale, le taux d’impulsion, le fractionnement et la modalité d’irradiation. Le taux de dose utilisé pour les effets de la radiothérapie flash peut également varier en fonction du tissu affecté et de la méthode d’administration. De nombreuses études divergent quant à la dose générale de rayonnement utilisée, ou utilisent des doses inconcevables dans des scénarios scientifiques, ce qui complique les conclusions. L’apport de rayonnement joue également un rôle car l’effet flash a été principalement découvert à l’aide d’accélérateurs linéaires d’électrons. Dernièrement, le succès du traitement dit flash a également été constaté à la suite de l’utilisation de protons et de rayons X. La pulsation du rayonnement à une fréquence élevée peut donner lieu à une thérapie flash à une dose appropriée en ligne avec la pulsation. En outre, cet essai vise à vérifier les facteurs déterminants pour le déclenchement de l’effet flash, étant donné qu’un grand nombre de variables entrent en jeu.

Diminution de l’oxygène

La raison exacte pour laquelle l’effet flash se produit n’est pas totalement comprise mais a fait l’objet d’hypothèses. Les tissus hypoxiques (tissus qui pourraient être privés d’oxygène) sont largement immunisés contre les radiations (et sont donc beaucoup moins susceptibles d’être endommagés) que les tissus bien oxygénés. Il est donc admis que la différence de toxicité tissulaire entre la radiothérapie flash et celle conventionnelle peut être due à l’étendue de l’hypoxie à des taux de dose ultra-élevés et à la radiorésistance en découlant, celle qui est transférée au tissu irradié.

Changements dans l’immunité

Une autre idée proposée pour que le traitement dit flash ait un impact plus significatif concerne la modification de la réaction immunitaire. Comme la durée du traitement est plus courte, beaucoup moins de lymphocytes (globules blancs impliqués dans le système immunitaire) sont touchés par les radiations. Un essai a montré que l’activation du système immunitaire était beaucoup moins importante chez les souris ayant suivi la radiothérapie flash que celle conventionnelle. Il convient de préciser qu’il n’est pas du tout certain qu’une réaction immunitaire consécutive à la radio thérapie flash contribue à son effet ou qu’elle en soit la cause. D’autres réponses organiques, telles que les lésions de l’ADN et les infections, peuvent également contribuer à ce phénomène, et des recherches plus approfondies se révèlent nécessaires pour le clarifier.

Conclusion

La radiothérapie flash fournit une seule décharge de radiations ionisantes à haut taux de dosage en quelques millisecondes et permet un contrôle presque parfait des tumeurs tout en épargnant les tissus sains des résultats d’aspect extrême. Le résultat est la présentation d’une fascinante imagination et prescience de l’amélioration des résultats scientifiques pour les patients atteints de tumeurs à l’aide de l’utilisation de la régulation du dosage de la radiothérapie. L’effet flash permet d’améliorer la protection des tissus par rapport à la radiothérapie conventionnelle sans compromettre la thérapie tumorale. Le phénomène a été étudié chez de nombreuses espèces et un seul cas humain a été documenté. Bien que son mécanisme de fonctionnement soit susceptible de contenir l’épuisement de l’oxygène, il n’est pas toujours parfaitement compris et nécessite donc des études similaires. Les doses nécessaires à l’acquisition de l’effet flash le rendent inadapté à de nombreux essais. Au-delà, l’approvisionnement des sources de rayonnement pour générer des faisceaux appropriés pour la thérapie de chaque tumeur externe et profonde est un aspect proscrit dans les essais scientifiques. Si les études futures permettaient de mieux comprendre les mécanismes organiques de l’effet de la radiothérapie dite flash, il serait possible de l’acquérir à des doses réduites, ce qui augmentera sa viabilité scientifique.

Références

1. https://www.mdpi.com/1422-0067/21/18/6492
2. Jonathan R. Hughes and Jason L. Parsons: « FLASHRadiotherapy: Current Knowledge and Future Insights Using Proton-Beam Therapy ». Int. J. Mol. Sci. 2020, 21(18), 6492; Cancer Research Centre, Department of Molecular and Clinical Cancer Medicine, University of Liverpool, 200 London Road, Liverpool L3 9TA, UK And Clatterbridge Cancer Centre NHS Foundation Trust, Clatterbridge Road, Bebington CH63 4JY, UK.
3. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S26665557203000833 4. Guangming Zhou: « Mechanisms underlying FLASHradiotherapy, a novel way to enlarge the differential responses to ionizing radiation between normal and tumor tissues ». Radiation Medicine and Protection. Volume 1, Issue 1, March 2020, Pages 35-40
4. https://isensors.net/flash-rt/5.
5. https://researchoutreach.org/articles/flash-radiotherapy-what-how-why/#:
6. J. D. Wilson, E. M. Hammond, G. S. Higgins, K. Petersson (2020): « Ultra-High Dose Rate (FLASH) Radiotherapy: Silver Bullet or Fool’s Gold? » Frontiers in Oncology 9, 1563.