Percer les secrets des tumeurs cérébrales pour transformer le traitement du cancer
Les examens d’imagerie par résonance magnétique (IRM) classiques montrent la taille et la localisation des tumeurs cérébrales, mais révèlent peu de choses sur les propriétés biologiques qui déterminent l’efficacité d’un traitement. Avec le soutien du programme Actions Marie Skłodowska-Curie(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) (MSCA), le chercheur Giacomo Annio a utilisé une technique d’imagerie sophistiquée appelée élastographie par résonance magnétique (ERM) afin de mieux comprendre les glioblastomes, les tumeurs cérébrales les plus agressives. «L’élastographie mesure la rigidité ou la souplesse du tissu [tumoral], des propriétés qui fournissent des indices sur le comportement de la tumeur, sa résistance au traitement et sa capacité à infiltrer les tissus environnants», explique-t-il. Giacomo Annio a utilisé des données sur le glioblastome provenant de l’hôpital universitaire d’Oslo(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) (OUH), en Norvège, après avoir mené des travaux de recherche précliniques à l’université Stanford, aux États-Unis.
Un dispositif de la taille d’un téléphone portable
Le dispositif d’ERM vibrant, de la taille d’un téléphone portable, est placé contre la tête du patient et envoie des ondes dans le cerveau. Un appareil d’IRM classique permet de visualiser ces ondes lorsqu’elles traversent les tissus. «Cela permet aux cliniciens d’observer la tumeur sous un nouvel angle, en examinant ses propriétés physiques, et leur offre ainsi une nouvelle perspective pour comprendre sa biologie», explique Giacomo Annio. Le dispositif d’ERM est actuellement développé par la société américaine Quality Electrodynamics et commercialisé sur des appareils d’IRM par Siemens en Allemagne. Il commence à faire son apparition dans les hôpitaux. Mais Giacomo Annio précise: «Son adaptation aux tumeurs cérébrales représente un défi particulier». Le projet GLIOBID, financé par l’UE, s’appuie sur des projets antérieurs également financés par l’UE: FORCE, qui a développé l’ERM et ImPRESS, qui a appliqué l’ERM aux tumeurs cérébrales. Giacomo Annio a fait partie des équipes de ces deux projets.
Essais en laboratoire aux États-Unis
Giacomo Annio a passé les deux premières années de sa bourse MSCA au département de radiologie, division du programme d’imagerie moléculaire(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) de Stanford. Il a construit en laboratoire un dispositif d’ERM à l’aide de l’impression 3D et de composants électroniques personnalisés, le premier du genre à Stanford. Il a été installé sur un appareil d’IRM afin d’étudier les tumeurs cérébrales chez la souris. «À Stanford, nous avons breveté un agent théranostique, une molécule qui associe traitement et diagnostic et qui peut être visualisée par IRM», indique Giacomo Annio. «Cette molécule libère un composant qui modifie les propriétés mécaniques de la tumeur, ouvrant ainsi les vaisseaux sanguins spécifiquement au niveau du site tumoral.» Giacomo Annio ajoute que cela permettrait à une plus grande quantité de traitement de pénétrer dans la tumeur. «Grâce à l’élastographie, nous avons pu voir comment les propriétés mécaniques de la tumeur influent sur l’administration du traitement. Personne ne l’avait fait auparavant.» Les lésions ont diminué chez les souris ayant reçu ce traitement supplémentaire. «Nous avons augmenté la survie», indique Giacomo Annio. Cette approche permettrait d’adapter la réponse thérapeutique à l’empreinte biomécanique d’une tumeur, épargnant aux patients des traitements inefficaces et faisant progresser la personnalisation des traitements, ajoute-t-il.
Mieux comprendre les glioblastomes
À partir des données d’essais cliniques en cours à l’OUH auprès de 200 patients atteints de glioblastome, l’ERM a permis d’en apprendre davantage sur ces tumeurs agressives. «Alors que la plupart des cancers sont plus rigides que les tissus environnants, les glioblastomes cérébraux sont plus souples», explique Giacomo Annio. Mais la viscosité de la tumeur, qu’il décrit comme sa «compressibilité», pourrait être plus importante que sa rigidité pour prédire son agressivité. L’ERM apporte également un nouvel éclairage sur les vaisseaux sanguins à l’intérieur de la tumeur et sur la pression qui s’accumule dans le cerveau. À mesure que la tumeur se développe, les cellules tumorales se multiplient, de nouvelles structures de soutien se forment et de nouveaux vaisseaux apparaissent pour apporter du «carburant» à la tumeur, indique Giacomo Annio. «Dans cet espace encombré, les vaisseaux sanguins de la tumeur sont comprimés et ne peuvent plus acheminer correctement le sang, l’oxygène, les nutriments et, surtout, le traitement.» Kyrre Eeg Emblem, coordinateur du projet et chef du département de physique et de radiologie computationnelle à l’OUH, explique que le projet a permis d’étendre les recherches à d’autres types de tumeurs cérébrales, comme le méningiome, une tumeur cérébrale plus fréquente. «Dans ce cas, l’évaluation des forces physiques permet au neurochirurgien de planifier l’intervention en déterminant si la tumeur sera facile ou difficile à retirer», ajoute Kyrre Eeg Emblem.
