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Les ultrasons pour chasser le cancer du cerveau

Cette technologie permet de mieux faire passer les médicaments de chimiothérapie dans le cerveau

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Publié dans Live Science par Nicoletta Lanese

Les patients atteints de cancer ont pu bénéficier d’une nouvelle méthode de traitement grâce à un dispositif implanté émettant des ultrasons. Cette technologie a permis de faire passer les médicaments de chimiothérapie dans le cerveau en toute sécurité. Le cerveau est protégé par une barrière naturelle qui régule l’entrée des nutriments, des hormones et des carburants, tout en bloquant les pathogènes et les toxines. Cependant, cette barrière empêche également certains médicaments d’atteindre le cerveau pour traiter les cancers mortels.

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Neurones de l’hippocampe en développement (marqués en vert) d’un jeune rat adulte

Une méthode particulièrement efficace

Des scientifiques ont récemment découvert qu’un nouveau dispositif à ultrasons peut temporairement ouvrir cette barrière hémato-encéphalique chez les patients atteints de cancer, permettant aux médicaments de chimiothérapie d’atteindre les tumeurs cérébrales en toute sécurité. Les résultats d’un essai de phase précoce, publié dans la revue The Lancet Oncology, ont confirmé que les ultrasons peuvent significativement augmenter la quantité de chimiothérapie qui traverse la barrière hémato-encéphalique. Cette barrière est constituée d’une paroi de cellules serrées qui recouvre les vaisseaux sanguins du cerveau. Ces résultats représentent la première preuve directe de l’efficacité de cette méthode.

Les chercheurs ont réussi à améliorer la perméabilité de la barrière hémato-encéphalique en utilisant des ultrasons pour administrer la paclitaxel et le carboplatine, deux médicaments de chimiothérapie qui ont du mal à atteindre le cerveau. Les résultats ont montré que les tissus cérébraux exposés aux ultrasons ont laissé passer respectivement environ 3,7 et 5,9 fois plus de ces médicaments, atteignant ainsi des niveaux cliniquement significatifs.

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Les rats soumis à un régime hypocalorique ont une meilleure capacité d’apprentissage et de mémorisation

Les chercheurs ont observé que la barrière hémato-encéphalique se referme principalement environ une heure après l’ouverture par les ultrasons. Cette restauration rapide des propriétés de protection de la barrière est une caractéristique importante pour minimiser les risques d’effets secondaires indésirables.

Selon le Dr Nir Lipsman, « l’utilisation répétée et sûre des ultrasons pour administrer de la chimiothérapie dans le cerveau est une étape cruciale pour améliorer le traitement des cancers cérébraux ». Les résultats de l’étude ont montré de « manière systématique et élégante » que la barrière hémato-encéphalique peut être temporairement ouverte pour permettre l’administration de médicaments, puis restaurée de manière fiable pour préserver les fonctions cérébrales normales.

Les tissus cérébraux exposés aux ultrasons ont laissé passer respectivement environ 3,7 et 5,9 fois plus de ces médicaments, atteignant des niveaux cliniquement significatifs

Lipsman et d’autres chercheurs de Sunnybrook étudient également comment les ultrasons peuvent aider les médicaments à traverser la barrière hémato-encéphalique pour traiter des maladies telles que le cancer, Alzheimer et Parkinson. Ils ont montré indirectement, à travers des images cérébrales, que cette approche peut augmenter les concentrations de médicaments dans le cerveau humain. Toutefois, dans le nouvel essai, l’équipe a directement mesuré les concentrations de chimiothérapie dans des échantillons de tissu cérébral, ce qui est considéré comme une preuve de qualité supérieure, selon Lipsman.

Crédit photo : Live Science. L’équipe a directement mesuré les concentrations de chimiothérapie dans des échantillons de tissu cérébral

Le nouvel essai a inclus 17 adultes souffrant de glioblastome récurrent, un cancer agressif qui se développe à partir des cellules en étoile du cerveau appelées astrocytes. Ces tumeurs se propagent rapidement en pénétrant les tissus cérébraux sains d’une manière qui les rend pratiquement impossibles à éliminer complètement par chirurgie.

Après la chirurgie, les médecins traitent les cellules cancéreuses résiduelles avec de la radiothérapie et du temozolomide, un médicament de chimiothérapie relativement faible qui peut traverser la barrière hémato-encéphalique. Ces traitements peuvent prolonger la vie des patients, mais malheureusement, le glioblastome est un cancer qui « récidive et conduit à la mort chez pratiquement tous les patients qui ont ce diagnostic », a expliqué Lipsman. Les patients atteints de glioblastome ont une espérance de vie moyenne de 15 à 18 mois après le diagnostic.

En plus de leur recherche sur les effets des ultrasons sur la barrière hémato-encéphalique, Lipsman et d’autres chercheurs de Sunnybrook étudient également comment ces ultrasons peuvent aider les médicaments à atteindre des maladies telles que le cancer, la maladie d’Alzheimer et Parkinson. Bien qu’ils aient déjà montré, à travers des images cérébrales, que cette méthode est efficace pour augmenter les concentrations de médicaments dans le cerveau humain, l’équipe a maintenant directement mesuré les concentrations de chimiothérapie dans les échantillons de tissu cérébral. Cette mesure est considérée comme une preuve plus solide pour démontrer l’efficacité de cette méthode.

Prolonger la vie des patients

L’étude a porté sur 17 adultes atteints de glioblastome récurrent, un cancer agressif qui se développe à partir de cellules en forme d’étoile du cerveau appelées astrocytes. Ces tumeurs se propagent rapidement et envahissent les tissus cérébraux sains, ce qui rend leur élimination chirurgicale très difficile. Après une intervention chirurgicale, les médecins traitent les cellules cancéreuses restantes avec de la radiothérapie et du temozolomide, un médicament de chimiothérapie relativement faible qui peut passer la barrière hémato-encéphalique. Bien que ces traitements puissent prolonger la vie des patients, le glioblastome reste un cancer récurrent qui conduit généralement à la mort. Selon Lipsman, les patients atteints de glioblastome ont une durée de vie moyenne de 15 à 18 mois après le diagnostic.

Kullervo Hynynen, vice-président de la recherche et de l’innovation à Sunnybrook et qui n’a pas participé à l’essai, a souligné que des intervalles plus courts entre les séances de traitement auraient pu causer des effets secondaires nocifs tels que l’inflammation, la mort cellulaire ou des effets neurologiques. Cependant, il est difficile de déterminer à quelle fréquence ces traitements devraient être administrés pour provoquer de tels effets.

Le calendrier de traitement utilisé dans l’essai était sécuritaire et qu’il était encourageant de constater que les concentrations de chimiothérapie administrées dans le cerveau n’ont pas entraîné d’effets secondaires graves. Les chercheurs ont profité de l’ablation de tissus cérébraux chez certains participants de l’essai pour prélever des échantillons de tissus exposés ou non aux ultrasons, et ainsi mesurer directement la quantité de chimiothérapie pénétrant dans chaque type de tissu.

Pour mesurer la durée d’ouverture de la barrière hémato-encéphalique, des images cérébrales des participants ont été prises avant et après le traitement. Ces images ont montré que la barrière commence à se refermer très rapidement après l’exposition aux ultrasons.

Selon Hynynen, ces résultats concordent avec des études animales qui ont montré que la barrière hémato-encéphalique commence à se refermer immédiatement après l’exposition aux ultrasons pour les molécules de grande taille. Bien que les preuves antérieures suggèrent que la barrière est généralement « pratiquement complètement refermée » environ six heures après l’exposition, certaines études ont montré que cela peut prendre jusqu’à 12 heures, en fonction de la région du cerveau ciblée et de la dose de microbulles et d’ultrasons utilisée, comme l’a noté Lipsman.

Bien que l’essai actuel ait démontré la sécurité et l’efficacité du nouveau dispositif à ultrasons pour administrer de la chimiothérapie dans le cerveau, « il reste des questions importantes auxquelles nous n’avons pas répondu », selon le Dr Adam Sonabend, chef de file de l’essai et professeur agrégé de chirurgie neurologique à l’Université Northwestern de Chicago. Parmi ces questions, il y a notamment l’identification des combinaisons de médicaments, des doses et des calendriers les plus efficaces pour cette méthode de traitement.

L’une des questions majeures est de savoir si cette nouvelle méthode de traitement peut réellement prolonger la vie des patients ? a souligné Sonabend. « C’est une question cruciale ». Pour répondre à cette question, Sonabend et son équipe recrutent actuellement des patients pour un essai clinique plus vaste visant à évaluer l’efficacité de cette approche pour éliminer les cellules cancéreuses et prolonger la survie.

SOURCE : Live Science
Traduit de l’anglais

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