Publié le 04/04/2022 à 17h50
La radiothérapie consiste à utiliser des rayonnements pour détruire les cellules cancéreuses et empêcher leur multiplication. Ce domaine a bénéficié des progrès en biologie, imagerie et intelligence artificielle.
En France, en 2020, 2.3 millions de nouveaux cas de cancer ont été détectés et le nombre de cas continue d’augmenter en raison du vieillissement de la population. Les traitements du cancer ont profondément changé et deviennent moins invasifs, plus précis et plus efficaces. Les patients vivent plus longtemps, avec des traitements de plus en plus durables, et le nombre de patients guéris à long terme augmente.
Aujourd’hui, la radiothérapie est un des principaux traitements contre le cancer et est utilisée par près de 2 patients sur 3. Ces dernières années ont vu apparaître des avancées majeures dans la discipline d’oncologie-radiothérapie grâce aux innovations technologiques dans des domaines reliés à la radiothérapie comme la biologie, l’imagerie et l’intelligence artificielle afin d’améliorer le traitement du cancer.
Plusieurs types de radiothérapie
La radiothérapie consiste à utiliser des rayonnements (radiations ionisantes) pour détruire les cellules cancéreuses en bloquant leur capacité à se multiplier. L’irradiation a pour but de détruire les cellules cancéreuses tout en préservant le mieux possible les tissus sains autour et les organes avoisinants. Plusieurs types de radiothérapie existent :
- La radiothérapie externe : c’est de loin la technique de radiothérapie la plus fréquemment utilisée : les rayons sont émis par une machine appelée accélérateur linéaire, située à proximité du patient et dirigée vers la région du corps à traiter. Ces rayons traversent la peau pour atteindre la zone ciblée. La durée du traitement, ainsi que le nombre de séances, varient selon la zone à traiter et la technique employée. La radiothérapie conformationelle avec modulation d’intensité est la technique de radiothérapie externe la plus répandue aujourd’hui. Cette technique consiste à faire varier la forme du faisceau au cours d’une séance pour s’adapter précisément au volume de la cible traiter. Cet article s’intéresse à cet aspect fréquent du traitement du cancer qu’est la radiothérapie externe. La radiothérapie externe peut avoir lieu avant la chirurgie (pour la plupart des cancers du rectum par exemple) , après un traitement chirurgical (pour la plupart des cancers du sein par exemple) , ou comme traitement exclusif.
- La curiethérapie : des sources radioactives sont mises en contact direct avec la zone à traiter à l’intérieur du corps. C’est un traitement le plus souvent dédié à des cancers gynécologiques (col de l’utérus et endomètre) ou de la prostate.
- La radiothérapie métabolique : les sources radioactives sont administrées par voie orale ou par injection intraveineuse pour aller ensuite se fixer sur les cellules cancéreuses pour les détruire. C’est une technique beaucoup plus rarement utilisée.
Les progrès en radiothérapie externe visent donc à traiter de manière plus efficace la tumeur : en étant toujours plus précis et plus efficace en vue d’être le moins toxique, c’est-à-dire en préservant le mieux possible les organes sains autour de la tumeur.
L’objectif de cet article est de faire un état des lieux des innovations les plus marquantes survenues récemment en radiothérapie, avec un focus plus particulier sur les avancées des cinq dernières années et un regard sur les innovations passées afin d’envisager le futur.
La radiothérapie stéréotaxique
Les progrès majeurs en radiothérapie ces dix dernières années ont été portés par l’innovation technologique permettant une radiothérapie toujours plus précise. La radiothérapie stéréotaxique est une technique de radiothérapie de haute précision basée sur l’utilisation de multiples faisceaux convergents permettant d’irradier à plus haute dose des petits volumes. L’idée est de délivrer des fortes doses destructrices dans la tumeur tout en diminuant les doses autour afin d’épargner le mieux possible les organes sains à proximité de la tumeur. En effet, des doses plus importantes de radiothérapie peuvent ainsi être délivrées pour lutter contre des tumeurs localisées ou métastatiques, résistantes aux chimiothérapies et aux radiothérapies conventionnelles.
Là où la radiothérapie conventionnelle ne permettait pas souvent de détruire une petite tumeur, aujourd’hui, la radiothérapie stéréotaxique affiche un taux de réussite (contrôle local) très important, de l’ordre de 80-90 %, de très faible de taux de toxicité et peut même dans certains cas être une alternative à la chirurgie. La machine de radiothérapie stéréotaxique la plus performante à ce jour est le CyberKnife®. C’est un appareil entièrement robotisé associé à une technologie “intelligente” qui lui permet d’avoir une précision, une intensité et une efficacité accrues.
La radiothérapie guidée par l’image
Cette technique permet de suivre la cible à irradier avant, pendant et après la délivrance des faisceaux de radiothérapie. Un dispositif radiologique (imagerie radiographique ou scanner) est intégré à l’accélérateur de radiothérapie et permet de contrôler et suivre la cible en fonction de ses mouvements et en temps réel.
De nouvelles générations de machines de radiothérapie offrent de nouvelles possibilités de guidage par l’image. Le TEP-Linac et l’IRM-Linac sont des accélérateurs linéaires couplés à un système d’imagerie de type TEP (tomographie par émission de positions) et IRM (imagerie par résonance magnétique) respectivement. Ils permettent de nouvelles possibilités de guidage par l’image pour mieux cibler la tumeur à toutes les étapes du traitement.
Leur intérêt dans la pratique clinique reste encore à prouver. Néanmoins, les IRM-linac commencent à être installées en France et ouvrent des perspectives intéressantes.
La radiothérapie asservie à la respiration
Cette technique de radiothérapie permet de prendre en compte le mouvement respiratoire lors de l’irradiation d’une cible située au niveau du poumon ou du haut abdomen et donc qui bouge avec la respiration. Plusieurs dispositifs existent afin de prendre en compte ces mouvements de la respiration pendant l’irradiation. Ils permettent soit de traiter la tumeur en apnée et le patient doit tenir une série d’apnées afin d’irradier la tumeur lorsqu’elle est immobile. D’autres systèmes existent afin de suivre en temps réel la cible en synchronisant le traitement avec les phases respiratoires. De plus, il est également possible avec d’autres dispositifs de n’irradier la cible que lors de certaines phases respiratoires.
La protonthérapie
La protonthérapie est l’une des formes les plus abouties de la radiothérapie de précision. Initialement développée pour les tumeurs intracrâniennes et les tumeurs de l’œil, la protonthérapie connaît une forte évolution dans le monde avec un élargissement des indications en raison de la diminution potentielle du risque de séquelles. L’irradiation se fait par une particule appelée “proton” (et non pas par des photons comme en radiothérapie conventionnelle). Les propriétés physiques des protons leur permettent d’être plus précis que les photons et donc plus adaptés pour traiter des tumeurs à proximité d’organes sensibles et tout particulièrement chez les enfants.
Radiothérapie et nanotechnologie
Les nanotechnologies représentent une des avancées majeures en médecine depuis les 10 dernières années. Il s’agit d’éléments dont la petite taille (de l’ordre du nanomètre) leur confère des propriétés physiques et pharmacologiques nouvelles. D’une part, elles peuvent être utilisées comme vecteur d’un médicament : en ciblant spécifiquement des cellules tumorales dans l’organisme, afin par exemple d’aider un médicament de chimiothérapie à atteindre une cible spécifique, d’être plus efficace et moins toxique. D’autre part, elles peuvent être utilisées en association avec la radiothérapie. Un des défis actuels de la radiothérapie est de diminuer les rechutes locales de tumeurs irradiées. Pour cela, il faut augmenter l’effet local du rayonnement au niveau de la tumeur, sans augmenter son effet au niveau des tissus sains à proximité, au niveau desquelles des effets secondaires et complications pourraient apparaître si on ne les préserve pas suffisamment des rayons.
C’est là que les nanoparticules peuvent être d’une grande utilité en augmentant l’effet local de la radiothérapie lorsqu’elles sont implantées dans des tissus tumoraux irradiés. Par exemple, la nanoparticule d’oxyde d’Hafnium (NBTXR3®) est la seule nanoparticule qui a fait les preuves cliniques de son efficacité dans les traitements de cancers associée à la radiothérapie (sarcomes des tissus mous du tronc et des membres) et ses applications pratiques sont en développement1.
Radiothérapie et immunothérapie
L’immunothérapie est l’avancée la plus importante en médecine de la dernière décennie. Ce type de traitement consiste à s’appuyer sur les défenses naturelles du corps afin de détruire les cellules cancéreuses et combattre la maladie. Actuellement, l’immunothérapie est principalement utilisée en association avec les traitements oncologiques (chimiothérapie, radiothérapie, chirurgie), dans le but de les compléter.
De nombreuses études prouvent que la radiothérapie favorise la réaction immunitaire à l’endroit où les tissus sont irradiés mais également à distance de ce site, c’est ce qu’on appelle l’effet abscopal de l’irradiation. Les traitements d’immunothérapie sont basés sur le principe de cibler les cellules tumorales reconnues comme étrangères par le système immunitaire. Néanmoins, dans certaines situations la réaction immunitaire pour combattre les cellules tumorales n’est pas suffisante et les tumeurs peuvent acquérir une résistance vis-à-vis de l’immunothérapie. Dans ce cas, la radiothérapie peut potentialiser l’effet de l’immunothérapie en favorisant davantage la réaction immunitaire contre les cellules tumorales. Ainsi, de nombreux essais cliniques se développent et visent à associer la radiothérapie à la chimiothérapie et à l’immunothérapie dans des situations de cancers agressifs ou en rechute afin d’optimiser l’arsenal thérapeutique grâce à l’effet synergique de ces traitements.
La radiothérapie FLASH
Les irradiations à haut débit (plus communément appelées irradiations FLASH) sont des méthodes d’irradiation qui permettent de délivrer une dose de l’ordre de grandeur de celles utilisées en clinique (2–15 Gy) mais en une fraction de seconde, soit environ 1000 fois plus rapidement qu’avec les irradiateurs actuellement utilisés. Cette prouesse technologique peut être obtenue grâce à des appareils de nouvelle génération qui produisent des rayonnements avec des hauts débits de doses. La radiothérapie FLASH semble réduire la toxicité induite au niveau des tissus sains par la radiothérapie tout en gardant l’activité anti-tumorale2 .De plus, l’extrême rapidité de l’irradiation permet de s’affranchir du mouvement des organes notamment pour les tumeurs en mouvement lors de la respiration et d’irradier moins de tissus sains. Même si nous n’en sommes qu’à l’aube du développement de cette technique, la radiothérapie FLASH pourrait faire progresser de manière conséquente le traitement du cancer. Avant de prouver son intérêt dans la pratique clinique, plusieurs étapes de validation et la réalisation d’essais cliniques sont indispensables.
Radiothérapie et intelligence artificielle
L’intelligence artificielle (IA) est un domaine de recherche en pleine expansion et promis à un grand avenir. Ses applications en santé permettent d’améliorer la qualité des soins. La révolution numérique a modifié la manière de pratiquer la médecine et de soigner les patients. Les dispositifs d’intelligence artificielle sont capables d’analyser de grandes quantités de données afin d’aider la recherche médicale et de personnaliser de plus en plus les traitements, notamment en oncologie. La radiothérapie est une discipline qui conjugue des données cliniques, thérapeutique, l’imagerie, la biologie moléculaire et des appareils des traitements innovants. Ainsi, de grandes quantité de données numériques sont traitées et intégrées dans la pratique médicale grâce à différents systèmes d’intelligence artificielle. Plusieurs applications se développent :
- L’aide à la décision thérapeutique : prendre une décision de traitement dans une situation médicale complexe en tenant compte de nombreux paramètres cliniques et biologiques, et prendre en compte les derniers résultats scientifiques publiés pour décider, n’est pas toujours simple. C’est pourquoi des logiciels qui utilisent l’intelligence artificielle pour aider le médecin à la décision existent (par exemple le système d’IBM Watson Health). Leur utilisation n’est pas encore validée en France mais des recherches sont en cours ;
- La radiothérapie adaptative intelligente : la radiothérapie adaptative peut se définir comme une modalité de radiothérapie guidée par l’image intégrant une ou plusieurs (nouvelles) planifications. Au cours des séances successives de radiothérapie, la tumeur traitée peut réduire de volume. En cours de radiothérapie, les organes autour de la tumeur peuvent changer de place et le patient peut perdre du poids ce qui change l’anatomie et les volumes de traitement par rapport à la situation initiale à partir de laquelle le traitement a été planifié. L’important est d’irradier au fur et à mesure du traitement de manière la plus précise la tumeur, tout en irradiant le moins possible les organes autour, et ce même si ces volumes se modifient. Certains dispositifs permettent une adaptation presque en temps réel et simplifiée des rayonnements par rapport à la cible ;
- L’analyse d’image avec la radiomique : Le terme de radiomique regroupe tout ce qui peut se faire en traitement et en analyse d’image, pour en extraire des informations et construire des modèles diagnostiques, pronostiques ou prédictifs. Le principe s’applique aux images (scanner ou IRM) utilisées en radiothérapie à partir desquelles sont extraites de multiples informations non visibles aux yeux de l’humain. Par exemple, les paramètres invisibles de texture ou de forme d’une tumeur pourraient aider à prédire sa sensibilité au rayonnement.
Radiothérapie et santé connectée
Le potentiel de l’e-santé pour améliorer la recherche et les soins en cancérologie est majeur et concerne tous les domaines de prise en charge.
Accès à l’information
Pour un patient, l’information sur sa maladie et son traitement est capitale pour participer à la prise de décision, accepter le traitement et y adhérer. De multiples sources d’informations existent de manière immédiate et en quantité illimitée : site web, réseaux sociaux, forum d’échanges, applications smartphone. La vigilance doit être de mise sur la qualité de ces informations scientifiques qui ne sont pas toujours vérifiées, validées et adéquates. Néanmoins, l’accès à l’information grâce aux nouvelles technologies offre aux patients la possibilité d’obtenir des informations complémentaires à celles données par le médecin, d’être mieux renseignés, moins anxieux et ainsi de mieux suivre leurs traitements.
Prévention
Les sites web informent sur les facteurs de risque de cancer et aident la population à modifier son exposition et ses comportements à risques. Certaines applications smartphone délivrent des informations personnalisées, discrètes et répétées. Par exemple, une étude Américaine3 a montré qu’une application mobile qui délivre des informations et alertes personnalisées et en temps réel sur la protection solaire permet de réduire l’exposition solaire et donc théoriquement le risque de développer des cancers cutanés induits par les UV (mélanomes et carcinomes cutanés).
Dépistage
Les programmes de dépistage des cancers réduisent l’incidence et la mortalité liée au cancer. Les outils numériques peuvent améliorer la compliance de la population en favorisant l’information et l’accès à ce dépistage. Par exemple, le cancer du col utérin est soumis à un dépistage national en France pour toutes les femmes de 25 à 65 ans avec un examen gynécologique et un frottis. Dans certaines régions du monde ou l’examen gynécologique est difficile pour des raisons géographiques, le numérique peut faciliter l’accès à la santé. C’est le cas en Tanzanie où dans les régions les plus éloignées, des infirmières prennent des photos des cols utérins des patientes grâce à des smartphones et les envoient à des médecins dans un centre spécialisé qui convoque la patiente si une lésion suspecte est visualisée. De plus, une autre étude menée en Tanzanie a montré que l’envois de SMS de rappels de rendez-vous augmente la présence aux rendez-vous médicaux chez le gynécologue des patientes qui avaient un test HPV positif 4.
Diagnostic
Le diagnostic des cancers peut également être aidé par les nouvelles technologies. En effet, l’analyse des images par des logiciels utilisant l’intelligence artificielle pourraient aider le médecin à faire son diagnostic. Par exemple, l’intelligence artificielle peut améliorer les performances des radiologues dans la lecture des mammographies de dépistage du cancer du sein, selon une étude publiée dans Radiology5. Dans le cadre du dépistage du cancer du sein par mammographie, certaines lésions malignes passent inaperçues et certaines lésions suspectes s’avèrent souvent bénignes. Les résultats montrent que le logiciel améliore les performances diagnostiques des radiologues dans la détection du cancer du sein sans augmenter le temps qui y est consacré
Surveillance en cours de traitement
Mieux surveiller les patients pendant les traitements du cancer permet de détecter précocement les effets secondaires de ces traitements, les gérer de manière plus réactive et ainsi éviter des complications qui peuvent être graves. De nombreuses études ont montré l’intérêt de l’utilisation de certaines applications chez des patients en cours de chimiothérapie ou d’hormonothérapie afin d’améliorer leur qualité de vie pendant les traitements. Le recours à la technologie mobile chez les patients en cours de radiothérapie est à l’étude mais une publication récente montre que l’utilisation d’une application mobile de soutien pendant et après la radiothérapie était utile. Cette application mobile aidait les patients au niveau de la gestion des rendez-vous de traitement, de la description des effets secondaires des traitements et de leur état de santé en général 6.
Surveillance post traitement
Une surveillance régulière et au long cours après le traitement d’un cancer est capitale pour détecter précocement les récidives, identifier et gérer les problèmes potentiels de l’après cancer (effets tardifs des traitements, problèmes sociaux, professionnels…). De manière générale, la télémédecine consiste en la mise en relation, à distance, de patients et de professionnels de santé grâce aux technologies de l’information et de la communication. Ainsi, la surveillance après le traitement d’un cancer peut être facilitée par la téléconsultation pour des patients qui ont du mal à se déplacer, qui vivent loin de leur médecin ou en temps de crise sanitaire.
Au-delà des raisons pratiques, le suivi des patients via les outils numériques pourrait améliorer leur survie. C’est ce qu’une étude française5 montre chez des patients en phase de surveillance après un cancer du poumon et qui utilisaient une application mobile (Moovcare®). L’application contient un algorithme qui permet d’analyser l’évolution des symptômes de ces patients. Le logiciel traite les réponses renseignées par le patient dans le questionnaire en ligne. Si une anomalie est détectée, une alerte est envoyée au médecin référent, qui adapte la conduite à tenir et décide du suivi à accorder à ces alertes. Les études cliniques ont démontré que les utilisateurs de l’application vivent en moyenne presque 8 mois de plus que les patients bénéficiant du suivi classique comprenant des consultations et scanners réguliers. Cette amélioration se traduit par une réduction significative du risque de décès sur un temps donné. Cette étude a également démontré une amélioration de la qualité de vie des patients et de leur prise en charge. Du côté du soignant, l’application leur permet d’avoir accès à des données en vie réelle, gage d’une meilleure qualité du diagnostic et d’une meilleure efficience de la prise en charge.
Recherche médicale
La collecte, à grande échelle, des informations médicales liées aux patients et à leurs traitements, permet d’améliorer et de personnaliser les traitements contre le cancer. En effet, c’est grâce aux outils de communication et à l’intelligence artificielle qu’on peut accumuler, traiter et comprendre un grand nombre de données médicales, provenant de toute la France. C’est grâce au développement de la santé connectée que de plus en plus de patients et de plus en plus de médecins pourront l’utiliser et contribuer à augmenter le nombre de données de santé. Ainsi, c’est grâce à la compilation d’un grand nombre de données de santé et à leur analyse qu’on va pouvoir mieux comprendre les cancers et optimiser les traitements. Bien entendu, une attention particulière doit être portée à la protection des données de santé qui sont confidentielles.
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Radiothérapie et médecines complémentaires
La médecine complémentaire, comme son nom l’indique, vient en complément de la médecine conventionnelle et se distingue de la médecine alternative, qui est mise en œuvre en remplacement de la médecine conventionnelle. Les preuves scientifiques actuelles s’accumulent pour montrer que l’utilisation des traitements complémentaires conjointement aux traitements conventionnels permettent d’optimiser la gestion des symptômes, de répondre aux besoins non satisfaits et d’améliorer la qualité de vie des patients en cours de traitement ou après le traitement d’un cancer. Quelques exemples illustrent bien l’apport des traitements complémentaires à la radiothérapie : la pratique du Yoga ou d’une activité physique adaptée permet de réduire l’anxiété et la fatigue liée aux séances de radiothérapie. Par ailleurs, l’acupuncture permet dans certains cas de pallier la sécheresse buccale qui apparaît souvent après une radiothérapie de cancers de la sphère ORL. Enfin, l’utilisation de bain de bouche de bicarbonate de sodium diminue la mucite (inflammation de la muqueuse buccale) qui apparaît souvent pendant une radio-chimiothérapie.
Cependant, l’intégration des traitements complémentaires à la prise en charge médicale conventionnelle est encore trop rare et les preuves scientifiques manquantes. C’est pourquoi, un centre de santé pilote et d’intérêt national a ouvert récemment à Paris (l’institut Rafael). Partenaire d’un centre d’oncologie-radiothérapie (Institut de Radiothérapie Hartmann), cette maison de l’après cancer entend tirer le meilleur parti en matière de soins de médecine conventionnelle, tout en apportant conjointement un accompagnement pluridisciplinaire personnalisé et sécurisé. Doté d’un centre de recherche clinique, l’objectif est également d’améliorer les connaissances concernant les traitements complémentaires en oncologie et ainsi de mieux définir leur place pendant et après le traitement d’un cancer.
“A l’heure où au moins 40 % des cancers sont encore évitables, où 2 personnes sur 3 souffrent de séquelles liées à la maladie ou au traitement, et où des personnes sont terrassées par le cancer après quelques mois, une mobilisation plus forte et plus ambitieuse s’impose à nous pour inverser ces tendances. L’enjeu est de créer, ensemble, un élan pour refuser la fatalité.” C’est ce qui a été annoncé début Février 2021 dans la stratégie décennale de lutte contre les cancers 2021-2030. La France se dote pour la première fois d’une stratégie de lutte contre les cancers sur dix ans. La cancérologie est un domaine caractérisé par de nombreuses innovations, diagnostiques et thérapeutiques, dont l’impact est majeur pour les patients et pour le système de santé. Dans un contexte où certains cancers restent encore associés à de mauvais pronostics, le soutien de l’innovation sous toutes ses formes est majeur. La recherche est la composante essentielle de cette stratégie, c’est elle qui permettra l’amélioration des connaissances et la réalisation des progrès. L’enjeu est de favoriser l’émergence, le transfert et l’appropriation de l’innovation par la recherche. Intégrer rapidement les innovations technologiques aux programmes de dépistage va également permettre d’améliorer ces dépistages et ainsi de réduire l’incidence des cancers.
L’oncologie radiothérapie est une discipline en constante évolution, tant sur le plan technologique que biologique. Encourager l’innovation thérapeutique et accroître la capacité d’innovation dans les domaines de la recherche en radiothérapie est un des objectifs de cette stratégie de lutte contre les cancers pour les années à venir.