Un nouveau dispositif relance la radiothérapie par mini-faisceaux de protons

Applications biomédicales

Un dispositif inventé à l'IJCLab et utilisant la focalisation magnétique pourrait faciliter le recours à la radiothérapie par mini faisceaux de protons. Testé en laboratoire et sur des rongeurs auprès du centre de Protonthérapie d'Orsay, il vient de faire l'objet d'une publication dans Scientific Reports.

 

La radiothérapie par mini-faisceaux de protons (pMBRT pour Proton minibeam radiation therapy) est une nouvelle stratégie thérapeutique, qui permet d’augmenter considérablement la préservation des tissus sains tout en atteignant un contrôle tumoral équivalent ou supérieur à la radiothérapie conventionnelle dans le cas de gliomes de haut grade chez le rongeur. Elle utilise des faisceaux de protons submillimétriques, d’un ordre de grandeur environ une fois plus petit que les faisceaux utilisés en clinique.

Actuellement, la mise en œuvre de la pMBRT avec des collimateurs mécaniques a montré ses limites : rigidité, diminution de l'efficacité et production de neutrons secondaires supplémentaires. Pour dépasser ces obstacles, une équipe dont fait partie Tim Schneider, étudiant en thèse au IJCLab, sous la supervision de Yolanda Prezado maintenant à l’Institut Curie, a exploré une solution potentielle : la génération de mini-faisceaux par focalisation magnétique. En collaboration avec le centre de Protonthérapie d’Orsay, ils ont déployé une nouvelle configuration qui utilise des éléments de ligne de lumière conventionnels et présente une distance focale modérée d'environ 1 m et un entrefer raccourci de 10 à 30 cm. Ce dispositif est capable de fournir des tailles de faisceau comprises entre 0,66 et 1,67 mm FWHM à des énergies cliniquement pertinentes.

Cette technique est donc compatible avec la pMBRT et permettrait un traitement plus efficace et flexible, accessible à la planification de traitement modulée en intensité 3D. Un brevet a été déposé suite à cette étape du développement, et l'équipe étudie à présent les perspectives d'intégration dans les centres cliniques.

Simulation des faisceaux de protons dans une cuve à eau.Les cartes de dose transversales (haut) et longitudinales (bas) révèlent la propriété caractéristique de la pMBRT : une succession de régions de haute dose (« pics ») et faible dose (« valleys ») qui favorise la préservation des tissus sains.

La publication :

Advancing proton minibeam radiation therapy: magnetically focussed proton minibeams at a clinical centre

Contact

Yolanda Prezado
Institut Curie
Tim Schneider
Laboratoire des deux infinis Irène Joliot-Curie
Sébastien Incerti
DAS Interdisciplinaire