Programme 3

Traitement local assisté par imagerie

Ciblage des tumeurs macroscopiques in vivo : Traitement local assisté par imagerie

Ce programme est dédié aux traitements du cancer par agents physiques : radiothérapie externe et ultrasons focalisés de haute intensité (HIFU).
Ces thérapies font usage de procédés physiques afin de détruire les tumeurs. La radiothérapie utilise des faisceaux de photon de haute-énergie, l’hadronthérapie utilise des particules chargées. Les traitements par HIFU sont non-invasifs (aucun acte chirurgical) et sans radiation. Les HIFU sont focalisés dans la tumeur qui est détruite instantanément par effet thermique.

L’ambition du programme est d’améliorer des traitements existants afin de les rendre plus efficaces et plus ciblés, mais également de proposer des nouvelles voies de thérapie.

Ce programme regroupe des chercheurs de trois unités de recherche habilitées par le CNRS et l’INSERM :

  • Creatis pour le traitement et l’analyse d’image médicale,
  • le LabTau pour les applications thérapeutiques des HIFU,
  • l’EMR3738 pour la radiobiologie.

Des cliniciens de deux institutions, le Centre Léon Bérard et les Hospices Civils de Lyon sont associés :

  • l’ICE (Institut de Chirurgie Expérimentale),
  • le département de radiothérapie du CLB
  • le service « Radiologie urinaire, vasculaire diagnostique et interventionnelle » des HCL.

Ce programme est composé de trois tâches principales, chacune comportant des volets de recherche fondamentale, translationnelle et clinique.

La première tâche est consacrée aux traitements par HIFU.
Un premier dispositif médical (MFOCUS) a été développé pour le traitement per-opératoire par HIFU des métastases hépatiques. Ce dispositif HIFU permet de traiter en 130 secondes des métastases mesurant jusqu’à deux centimètres de diamètre. Ce projet est en phase d’évaluation clinique et la société EDAP-TMS a entreprit cette année la phase de pré-industrialisation du produit.

L’objectif de l’étude clinique est de démontrer la faisabilité, l’innocuité et la capacité de ciblage des métastases par ce traitement HIFU. Ce projet, entrepris en collaboration entre le LabTAU, le Centre Léon Bérard et la société EDAP-TMS, a ensuite donné naissance à plusieurs autres développements également menés dans le cadre du projet LYric.
Ce nouveau concept de traitement par HIFU va être étendu à d’autres applications abdominales et en particulier le traitement des cancers pancréatiques. Une étude préclinique est actuellement en cours et doit permettre de démontrer que ce traitement par HIFU peut produire une destruction tissulaire homogène et irréversible du parenchyme situé au contact des parois vasculaires. La démonstration d’une telle possibilité thérapeutique au niveau du pancréas constituerait une avancée déterminante dans la prise en charge des patients.

Le traitement focal du cancer constitue un axe de recherche fort de la communauté scientifique et médicale, bien représenté dans le projet LYric. Le développement de techniques fiables et reproductibles nécessite de disposer d’une cartographie précise des cibles cancéreuses. Cette tâche peut s’avérer difficile, en particulier dans certains types de cancer tel que le cancer de la prostate pour lequel la localisation et la caractérisation des cibles in vivo par imagerie est un challenge diagnostic.

Le labTAU et le laboratoire Creatis se sont associés pour développer un système d’aide au diagnostic basée sur des méthodes de classification par apprentissage et sur l’intégration de données d’imagerie multimodalités, IRM et échographique. La première phase de ce projet a permis de proposer un premier système décisionnel permettant de fusionner différents types d’images IRM. La seconde phase prévoyant d’intégrer l’imagerie échographique est en cours de développement. L’objectif est de pouvoir fournir un système de guidage pour le traitement par HIFU.

La seconde tâche est dédiée aux traitements par rayonnement ionisant, radiothérapie ou hadronthérapie.
Un projet est consacré à la mise en place en clinique d’une stratégie alternative de traitement du cancer avancé du poumon. Cette stratégie repose sur des algorithmes de recalage déformable développés dans le groupe ces dernières années et laisse espérer une diminution, pour certains patients, des doses délivrées aux tissus sains voisins de la tumeur. L’étude clinique, nommée « midP » a débuté en septembre 2012, 50 patients sont prévus.
Un second axe vise à exploiter au mieux un imageur échographique innovant permettant d’imager les mouvements prostatiques pendant un traitement. Ce système pourrait permettre de mieux caractériser les incertitudes balistiques des traitements et d’ainsi améliorer le ciblage.
Un troisième axe radiobiologique a pour objectif de déterminer la meilleure combinaison d’un panel de biomarqueurs protéiques permettant de prédire l’échec d’une stratégie thérapeutique par photon- ou carbone-thérapie à partir de l’étude de leur expression sur la biopsie tumorale pré-thérapeutique réalisée dans une cohorte prospective de 250 patients atteints de sarcomes ou de carcinomes adénoïdes kystiques, non métastatiques.

La troisième tâche, dite « émergente », vise à développer un traitement innovant et non invasif des tumeurs hépatiques par HIFU.
En savoir plus

Figure ci-dessous :
(haut) scanner X de la zone hépatique, avec une segmentation simplifiée du foie.
(bas) guidage par échographie avec superposition des zones segmentées à l’image US.

prog3-scanner

Ce programme est dédié aux traitements du cancer par agents physiques : radiothérapie externe et ultrasons focalisés de haute intensité (HIFU, de l’anglais « High Intensity Focused Ultrasound »). Les traitements par HIFU sont non-invasifs (aucun acte chirurgical) et sans radiations.

L’ambition du programme est d’améliorer des traitements existants afin de les rendre plus efficaces et plus ciblés, mais également de proposer des nouvelles voies de thérapie.
Des cliniciens du Centre Léon Bérard et des Hospices Civils de Lyon sont associés dans ce programme :

  • l’ICE (Institut de Chirurgie Expérimentale),
  • le département de radiothérapie du CLB,
  • le service « Radiologie urinaire, vasculaire diagnostique et interventionnelle » des HCL.

Ce programme est composé de trois tâches principales, chacune comportant des volets de recherche fondamentale, de recherche de transfert et de recherche clinique.

La première tâche est consacrée aux traitements par HIFU.
Un premier dispositif médical a été développé pour le traitement des métastases hépatiques. Ce dispositif HIFU permet de traiter en 130 secondes des métastases mesurant jusqu’à deux centimètres de diamètre. Ce projet est en phase d’évaluation clinique et la société EDAP-TMS a entreprit cette année la phase de pré-industrialisation du produit.
Dans le cadre du LYric, plusieurs développements sont à l’étude, notamment l’application des HIFU au traitement des cancers pancréatiques.

Le traitement focal du cancer constitue un axe de recherche fort de la communauté scientifique et médicale, bien représenté dans le LYric. Le labTAU et le laboratoire Creatis ont développé un outil d’aide au diagnostic fiable, permettant de disposer d’une cartographie précise des cellules cancéreuses. A terme, l’objectif est de pouvoir fournir un système de guidage pour le traitement par HIFU.

La seconde tâche est dédiée aux traitements par rayonnement ionisant, radiothérapie ou hadronthérapie.
Dans ce cadre, un projet est consacré à la mise en place en clinique d’une stratégie alternative de traitement du cancer avancé du poumon. Cette stratégie laisse espérer une diminution, pour certains patients, des doses délivrées aux tissus sains voisins de la tumeur. Une étude clinique a débuté en septembre 2012, pour laquelle 50 patients sont prévus. D’autres travaux concernent le guidage des radiothérapies prostatiques par imagerie ultrason, ou encore l’étude de marqueurs permettant de prédire la réussite ou l’échec d’un traitement par radiothérapie ou hadronthérapie.

La troisième tâche, dite « émergente » (lien programme émergent), vise à développer un traitement innovant et non invasif des tumeurs hépatiques par HIFU.
Le programme cherche à proposer une méthodologie de traitement ne nécessitant pas d’intervention chirurgicale, ni de ponction. Une des applications privilégiée est le traitement des tumeurs primitives du foie (carcinome hépatocellulaire). Le traitement sera guidé par l’imagerie ultrasonore qui permet le repérage de la zone à traiter. Un premier dispositif HIFU a été développé sur ce principe. Des essais in vitro préliminaires confirment la faisabilité d’un traitement du foie complètement non-invasif.