Un système d’imagerie pour éliminer les tumeurs de l’ovaire

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Le cancer de l’ovaire n’est généralement diagnostiqué qu’après avoir atteint un stade avancé, de nombreuses tumeurs se propageant dans tout l’abdomen. La plupart des patientes subissent une intervention chirurgicale pour retirer le plus grand nombre possible de ces tumeurs, mais certaines sont si petites et répandues qu’il est difficile de toutes les éradiquer.

Un système d’imagerie développé par le MIT

Des chercheurs du MIT, en collaboration avec des chirurgiens et des oncologues du Massachusetts General Hospital (MGH), ont maintenant mis au point un moyen d’améliorer la précision de cette opération, appelée « debulking ». À l’aide d’un nouveau système d’imagerie par fluorescence, ils ont pu détecter et éliminer des tumeurs aussi petites que 0,3 millimètre – ce qui plus petites qu’une graine de pavot – au cours d’une intervention chirurgicale chez la souris. Les souris ayant subi ce type de chirurgie guidée par l’image ont survécu 40% plus longtemps que celles dont les tumeurs avaient été retirées sans ce système.

«Ce qui est bien avec ce système, c’est qu’il permet d’obtenir des informations en temps réel sur la taille, la profondeur et la distribution des tumeurs», déclare Angela Belcher, professeure d’ingénierie biologique et de science des matériaux James Mason Crafts au MIT, membre du Koch. Institute for Integrative Cancer Research et récemment nommé chef du département de génie biologique du MIT.

Les chercheurs cherchent maintenant à obtenir l’approbation de la FDA pour un essai clinique de phase 1 destiné à tester le système d’imagerie chez des patients humains. À l’avenir, ils espèrent adapter ce système de surveillance des patientes présentant un risque de récidive tumorale et, éventuellement, au diagnostic précoce du cancer de l’ovaire, qui est plus facile à traiter s’il est détecté plus tôt.

Belcher et Michael Birrer, anciennement directeur de l’oncologie gynécologique médicale à l’Hôpital général de Montréal et aujourd’hui directeur du O’Neal Comprehensive Cancer Center de l’Université de l’Alabama à Birmingham, sont les principaux auteurs de l’étude, publiée en ligne dans le journal ACS Nano.

Neelkanth Bardhan, chercheur international en oncologie Mazumdar-Shaw au Koch Institute, et Lorenzo Ceppi, chercheur à l’Hôpital général de Boston, en sont les auteurs principaux. Parmi les autres auteurs figurent YoungJeong Na, chercheur à l’HGM, Andrew Siegel et Nandini Rajan, membres du personnel technique du Laboratoire du MIT-Lincoln, Robert Fruscio de l’Université de Milan-Bicocca et Marcela del Carmen, oncologue gynécologique à l’HGM et médecin en chef de la Massachusetts General Physicians Organization.

Des tumeurs détectées par la lumière dans le spectre proche infrarouge 

Comme il n’existe aucun moyen efficace de détecter le cancer de l’ovaire au stade précoce, et que c’est également l’un des types de cancer les plus difficiles à traiter; sur 250 000 nouveaux cas diagnostiqués chaque année dans le monde, 75% sont à un stade avancé.

Aux États-Unis, le taux de survie est de cinq ans, et pour tous les stades du cancer de l’ovaire le taux est de 47%, soit une légère amélioration par rapport à 38% il y a trois décennies, malgré l’avènement des médicaments chimiothérapeutiques tels que le cisplatine, approuvés par la FDA en 1978. «Nous avons désespérément besoin de meilleurs traitements initiaux, y compris la chirurgie, pour ces patientes.», a déclaré Birrer.

Belcher et Birrer ont uni leurs forces pour résoudre ce problème dans le cadre du projet Bridge, une collaboration entre l’Institut Koch et le Dana-Farber / Harvard Cancer Center. Le laboratoire de Belcher a mis au point un nouveau type d’imagerie médicale basée sur la lumière dans le spectre proche infrarouge (NIR). Dans un article publié en mars, elle a indiqué que ce système d’imagerie pourrait permettre une combinaison sans précédent de résolution et de profondeur de pénétration dans les tissus vivants.

Dans cette nouvelle étude, Belcher, Birrer et leurs collègues ont collaboré avec des chercheurs du MIT Lincoln Laboratory pour adapter l’imagerie NIR afin d’aider les chirurgiens à localiser les tumeurs au cours de la chirurgie du cancer de l’ovaire, en fournissant une imagerie continue en temps réel de l’abdomen, avec des tumeurs mises en évidence par fluorescence.

Des analyses précédentes ont montré que les taux de survie étaient fortement inversement corrélés à la quantité de masse tumorale résiduelle laissée chez la patiente lors de la chirurgie de réduction, mais de nombreuses tumeurs de l’ovaire sont si petites ou si cachées que les chirurgiens ne peuvent pas les trouver.

Des nanotubes de carbone qui émettent une lumière fluorescente

Pour rendre les tumeurs visibles, les chercheurs ont conçu des sondes chimiques utilisant des nanotubes de carbone qui émettent une lumière fluorescente lorsqu’ils sont éclairés par un laser. Ils ont revêtu ces nanotubes avec un peptide qui se lie à SPARC, une protéine surexprimée par des cellules du cancer de l’ovaire. Cette sonde se lie aux tumeurs et les rend fluorescentes aux longueurs d’ondes du proche infrarouge, ce qui permet aux chirurgiens de les retrouver plus facilement.

Les chercheurs ont testé ce système chez des souris ayant des tumeurs ovariennes implantées dans une région de la cavité abdominale appelée espace intrapéritonéal, et ont montré que les chirurgiens étaient capables de localiser et de retirer des tumeurs aussi petites que 0,3 millimètre. Dix jours après la chirurgie, ces souris ne présentaient aucune tumeur décelable, tandis que les souris qui avaient subi la chirurgie traditionnelle avaient de nombreuses tumeurs résiduelles manquées par le chirurgien.

Les chercheurs disent qu’aucun autre système d’imagerie ne serait capable de localiser des tumeurs aussi petites au cours d’une intervention chirurgicale. «Vous ne pouvez pas avoir un patient dans un appareil de tomodensitométrie ou un appareil d’IRM et demander au chirurgien d’exécuter cette procédure chirurgicale de réduction en même temps, et vous ne pouvez pas exposer le patient à des rayons X pendant plusieurs heures après la longue chirurgie.

Ce système d’imagerie basé sur l’optique nous permet de le faire de manière sûre », a déclaré Bardhan. «Ces données confirment l’utilisation potentielle de ce nouveau système d’imagerie en peropératoire pour la détection optique des tissus résiduels.

La surveillance des patientes

Pour la plupart des patientes atteintes d’un cancer de l’ovaire, la chimiothérapie anticancéreuse est suivie d’une chimiothérapie. Les chercheurs prévoient désormais de mener une autre étude dans laquelle ils traiteraient les souris par chimiothérapie après une chirurgie guidée par l’image, dans l’espoir d’empêcher la propagation des minuscules tumeurs restantes.

Maintenant qu’ils ont démontré que ce concept peut être appliqué avec succès à l’imagerie en chirurgie, les chercheurs espèrent pouvoir commencer à adapter ce système à une utilisation chez des patientes humaines. «En principe, c’est tout à fait faisable», déclare Siegel. «C’est purement la mécanique et le financement à ce stade, parce que cette expérience sur la souris sert de preuve de principe.

Les chercheurs espèrent également utiliser ce type d’imagerie pour surveiller les patientes après une intervention chirurgicale et, éventuellement, en faire un outil de diagnostic du dépistage du cancer chez les femmes à risque élevé du cancer de l’ovaire.

«L’un de nos objectifs principaux en ce moment est de développer cette technologie permettant de diagnostiquer le cancer de l’ovaire à un stade précoce, au stade 1 ou au stade 2, avant que la maladie se soit disséminée», déclare Belcher. « Cela pourrait avoir un impact énorme sur les taux de survie, car la survie est liée au stade de détection. »

Source : MIT
Crédit photo : Pixabay

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