Lumière contre le cancer

La radiothérapie est un traitement standard dans la prise en charge du cancer, mais elle n’est pas toujours pleinement efficace pour toutes les tumeurs. Les chercheurs étudient des moyens pour améliorer cette technique, en utilisant notamment des molécules pour potentialiser ses effets. Anne-Laure Bulin et son équipe* ont récemment montré l’intérêt de certaines d’entre elles, les nanoscintillateurs, pour amplifier les effets de la radiothérapie au sein de modèles de glioblastomes, des cancers cérébraux agressifs.

*Anne-Laure Bulin et Hélène Elleaume dans l’unité de recherche INSERM/Université Grenoble Alpes "Rayonnement synchrotron pour la recherche Biomédicale" dirigée par le Professeur Sam Bayat.

La photothérapie dynamique repose sur une réaction photochimique entre la lumière, l’oxygène et des molécules photosensibles, c’est-à-dire qui réagissent à une certaine longueur d’onde lumineuse (à chaque couleur de lumière visible — bleu, rouge, vert, etc.  — ou rayonnement invisible pour l’œil humain — comme les UV, les rayons X ou les infrarouges — correspond une longueur d’onde bien précise). On les appelle également photosensibilisateurs ou agents photosensibilisants.
Concrètement, la technique est la suivante : les molécules photosensibles sont d’abord introduites au niveau de la tumeur, soit par l’application d’une crème s’il s’agit d’un cancer de la peau, soit par injection intraveineuse à proximité de la tumeur lorsque celle-ci se situe plus en profondeur dans l’organisme.
Ces molécules s’accumulent préférentiellement dans les cellules qui se multiplient vite, ce qui est précisément le cas des cellules cancéreuses. Ensuite, une lumière d’une longueur d’onde bien précise, émise par une LED ou un laser, est allumée à proximité de la tumeur. Lorsqu’il faut pénétrer dans le corps, une fibre optique peut être utilisée.
Cette lumière active alors les molécules photosensibles qui, en réagissant en présence de l’oxygène naturellement présent dans les cellules, génèrent des radicaux libres. Les radicaux libres sont des molécules produites notamment par réaction avec l’oxygène à l’intérieur des cellules, et qui sont toxiques pour celles-ci. Ils sont notamment responsables du vieillissement cellulaire. Accumulés en grande quantité, ils peuvent provoquer la mort prématurée des cellules.

La qualité majeure de la PTD est sa sélectivité : contrairement à la chimiothérapie par exemple, qui se diffuse dans l’ensemble de l’organisme avec des effets secondaires importants, l’effet de la PTD n’est ressenti que localement, au niveau de la tumeur cancéreuse. En effet, la lumière appliquée seule n’est pas nocive, et les photosensibilisateurs ne sont toxiques que s’ils sont activés par la lumière ! Dès lors, en optimisant la concentration des molécules photosensibles uniquement dans les tumeurs et en délivrant de façon précise la dose de lumière adéquate, on peut détruire sélectivement les cellules cancéreuses tout en limitant les effets secondaires pour les tissus sains voisins. Par ailleurs, en plus d’instiller de la toxicité directe aux cellules cancéreuses, la PTD provoque un effet indirect bénéfique : elle stimule la réponse immunitaire antitumorale.

La PTD est aujourd’hui un traitement de grand intérêt pour certains cancers de la peau : elle est même en passe de devenir le traitement de référence pour certaines lésions précancéreuses. Bien moins douloureuse que la chirurgie, elle ne laisse par ailleurs aucune cicatrice. Outre-Atlantique, elle est utilisée en urologie pour le traitement de certains cancers de la vessie et de la prostate.

Avec le développement de nouvelles molécules photosensibilisatrices, la PTD a connu un regain d’intérêt de la part des chercheurs dans le domaine clinique, ces dernières années. Ainsi, plusieurs essais cliniques ont montré son intérêt pour la prise en charge de cancers superficiels de l’œsophage, des glioblastomes (tumeurs cérébrales) ou des mésothéliomes (cancers du poumon notamment liés à l’amiante). Par exemple, au CHRU de Lille, cinq patients atteints de glioblastome ont déjà bénéficié de la PTD dans le cadre d’un essai clinique lancé en mai 2017. Par ailleurs, une étude menée entre 2014 et 2015 dans treize centres français a permis de démontrer l’efficacité de la PTD dans le traitement du cancer de la prostate au stade précoce : chez les patients traités par PTD, on observait 50 % de disparition de la tumeur (biopsie négative un an après le diagnostic) contre 14% seulement en l’absence de PTD ! Enfin, le développement de lasers miniatures et de fibres optiques plus fines permet de pénétrer plus facilement dans l’organisme.

Lorsque l’on souhaite mettre en oeuvre une PTD sur une tumeur à l’intérieur de l’organisme, il est nécessaire d’y amener une source lumineuse via une fibre optique, ce qui en fait une technique invasive. Pour contourner ce problème, Anne-Laure Bulin travaille actuellement au sein d’une équipe de l’université Grenoble-Alpes (hébergée sur le site du synchrotron européen) à la mise au point de nanoparticules dites scintillatrices. Ces particules sont capables d’émettre elles-mêmes de la lumière lorsqu’elles sont soumises aux rayons X (ceux utilisés en radiothérapie). Il suffit donc d’injecter dans la tumeur cancéreuse ces nanoparticules scintillatrices ainsi qu’un agent photosensibilisant. Ensuite on soumet la tumeur à une radiothérapie : les premières molécules produisent alors de la lumière et activent les secondes ! De fait, cette approche devrait permettre de coupler radiothérapie et photothérapie dynamique tout en s’affranchissant de la nécessité d’amener une source lumineuse jusqu’à la tumeur. Une combinaison qui présente un fort potentiel thérapeutique pour des cancers peu accessibles, comme c’est le cas des tumeurs de l’ovaire, du cerveau, du poumon, ou encore du pancréas.