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QUESTIONS-RÉPONSES SUR L’INTÉRÊT DES PROTONS Qu’est-ce que la radiothérapie classique Aujourd’hui, la radiothérapie classique utilise des faisceaux de photons* et/ou d’électrons. En effet, les accélérateurs de particules présents dans les appareils de radiothérapie classique génèrent un faisceau d’électrons. Ces particules chargées sont soit directement utilisées pour traiter le patient, soit dirigées vers une cible qui va créer un faisceau de photons. Ce dernier est ensuite dirigé vers le patient. Les électrons sont habituellement utilisés pour les irradiations superficielles, de quelques centimètres de profondeur. Car leurs propriétés physiques leur permettent de déposer leur énergie à une certaine profondeur sans trop la dépasser. Les faisceaux de photons permettent de délivrer une dose homogène plus en profondeur. Toutefois ce dépôt d’énergie n’est pas strictement localisé. Il y a une petite dispersion latérale le long du parcours, liée à la pénombre du faisceau, et une forte dispersion avant et après le « maximum du dépôt de dose ». L’utilisation de collimateurs*, la multiplication des faisceaux et la modulation de l’énergie du faisceau de photons permettent de réaliser des irradiations extrêmement précises dites conformationnelles avec modulation de l’intensité. Toutefois la contrepartie à cette augmentation de la précision des photons est l’accroissement de la dose intégrale et donc du volume des tissus sains irradiés à faible dose. Les propriétés balistiques des protons permettent d’éviter ce paradoxe, ce qui en fait une forme de radiothérapie particulièrement intéressante pour les enfants. Quels sont les avantages des protons Même si récemment la radiothérapie classique a connu des améliorations importantes et nombreuses, notamment en raison du développement de la radiothérapie conformationnelle, elle n’atteint pas la précision balistique des faisceaux de protons. Une seule raison à cela : les propriétés physiques spécifiques de ces particules. La protonthérapie consiste en un faisceau de protons – particules élémentaires portant une charge positive. Premier avantage : les protons vont traverser la matière pour déposer quasiment toute leur énergie à une profondeur donnée, puis s’arrêter net. C’est le pic de Bragg. L’énergie initiale des protons détermine la profondeur atteinte. Deuxième avantage, les protons se dispersent peu le long de cette trajectoire. Résultat : les régions adjacentes aux faisceaux subissent très peu de dommages collatéraux. Le dépôt d’énergie spécifique et localisé des protons offre aussi la possibilité d’augmenter la dose reçue par la tumeur sans trop accroître celle déposée dans les tissus sains avoisinants. Avec les protons, les radiothérapeutes disposent d’un rayonnement à la balistique ultra-précise, fort utile quand il s’agit de traiter des tumeurs à proximité d’organes sensibles et tout particulièrement chez les enfants. Comment fonctionne le cyclotron du NOUVEAU CENTRE DE PROTONTHÉRAPIE La source de protons, un plasma d’hydrogène, est située au centre de la chambre d’accélération. Après avoir été ionisées, les particules sont accélérées par un champ électrique de haute fréquence. Parallèlement, elles sont soumises à un champ magnétique qui permet de courber leur trajectoire et de les faire ainsi (re)passer dans la zone accélératrice. Ils suivent alors une trajectoire spiralée, étant accélérés à chaque demi tour, jusqu’à atteindre le bord de la machine. Quand les protons ont atteint la vitesse désirée – qui peut aller jusqu’à 201 millions d’électronvolts dans le synchrocyclotron actuel – ils sont extraits de la machine puis dirigés sous vide vers les salles de traitement. Comment est « façonné » le faisceau de protons pour s’adapter à chaque tumeur Le cyclotron utilise un faisceau d’énergie maximale de 201 MeV qui peut être dégradé en un faisceau de 73 MeV pour traiter les tumeurs oculaires. Pour sculpter le faisceau à la forme et à la profondeur de la tumeur tout en protégeant au maximum les tissus sains avoisinants, plusieurs dispositifs sont placés le long de celui-ci : Un « absorbeur* » pour adapter la profondeur de pénétration du faisceau. Un « modulateur* » pour étaler le dépôt d’énergie et pouvoir traiter toute la tumeur en profondeur. Un « collimateur* » pour moduler dans le plan latéral la forme du dépôt d’énergie. Un « compensateur* » pour ajuster la distribution de dose en profondeur. Ces quatre dispositifs sont façonnés sur place. Ils sont indispensables pour délivrer une dose d’irradiation de façon homogène à une profondeur extrêmement précise dépendante de l’énergie des protons.
6 | 7 Vers de nouvelles indications en protonthérapie Depuis son ouverture en 1991, le centre de Protonthérapie a traité plus de 5 000 patients. Si le premier traitement effectué concernait un mélanome de l’œil, depuis lors les localisations prises en charge se sont diversifiées. Certaines tumeurs du cerveau chez l’adulte et chez l’enfant – et chez les très jeunes enfants depuis 2006, date de l’installation de l’anesthésie générale – pouvaient déjà bénéficier de la protonthérapie. Cette diversité des localisations va encore se développer grâce au bras isocentrique* qui permet d’orienter le faisceau autour du patient selon toutes les incidences pour traiter de nouvelles indications jusqu’à présent inaccessibles. Cette avancée technologique devrait permettre de proposer la protonthérapie à un plus grand nombre d’enfants, ce qui représente un avantage notoire en pédiatrie en raison de la limitation des effets secondaires (réduction du volume de tissus sains irradiés donc moins de séquelles orthopédiques et réduction du risque de cancer radio-induit). Dans la région Ile-de-France, en dehors du recrutement direct de l’Institut Curie, les patients peuvent être adressés par l’Assistance Publique-Hôpitaux de Paris et par l’Institut Gustave Roussy. UNE EXPERTISE CLINIQUE UNIQUE Plus de 3 000 patients atteints de mélanomes de l’œil ont déjà bénéficié des traitements du centre de Protonthérapie. « Actuellement les patients bénéficient d’un traitement local par protonthérapie dans 70 % des cas de mélanome de l’œil » précise le Dr Laurence Desjardins [1] , chef du service d’Ophtalmologie de l’Institut Curie. Première tumeur prise en charge au centre, elle reste à ce jour la plus fréquente. Le mélanome de l’œil survient le plus souvent sur la choroïde* (membrane comprise entre la rétine et la sclère, le « blanc de l’œil »), plus rarement sur l’iris, la conjonctive ou la paupière. C’est la plus fréquente des tumeurs malignes intraoculaires de l’adulte. Elle s’observe surtout après 50 ans et se traduit par une baisse de l’acuité visuelle. « Face à cette tumeur, les thérapies classiques sont assez inefficaces. Il y a bien sûr la possibilité de pratiquer une énucléation par chirurgie, mais la protonthérapie présente l’énorme avantage de conserver le globe oculaire avec une vision utile dans 90 % des cas » ajoute le Dr Rémi Dendale [2] , oncologue radiothérapeute, responsable médical du NOUVEAU CENTRE DE PROTONTHÉRAPIE. Elle permet également un contrôle local de la tumeur dans Installation d’un patient pour un traitement ophtalmologique par protonthérapie. 96 % des cas (A) , ce qui correspond à un risque de récidive très faible, inférieure à 5 % à dix ans, pour une tumeur aussi agressive. Le traitement se déroule en 4 séances consécutives. Des écarteurs de paupières sont placés sous anesthésie locale pour protéger ces dernières pendant l’irradiation. Jusqu’à l’ouverture du NOUVEAU CENTRE DE PROTONTHÉRAPIE, environ 100 nouveaux patients porteurs d’une tumeur cérébrale venaient chaque année au centre. Il s’agit principalement de chordomes et les chondrosarcomes, des tumeurs peu fréquentes. Les premières se développent au niveau de la base du crâne et les secondes sont des tumeurs rares d’origine cartilagineuse qui touchent surtout l’adulte jeune. Ces tumeurs ont une croissance lente, révélée souvent par la compression d’organes avoisinants, responsables de troubles neurologiques et de douleurs. Même s’ils surviennent le plus souvent chez des adultes, les enfants peuvent être concernés. « Le traitement de première intention de ces tumeurs, l’exérèse chirurgicale, est souvent limité par la proximité d’organes critiques. De plus ces structures neurologiques sont radiosensibles, ce qui ne permet pas toujours d’augmenter la dose avec la radiothérapie classique » précise le Dr Rémi Dendale. Or les chordomes et les chondrosarcomes, considérés comme radio-résistants, nécessitent des doses d’irradiation élevées (> 70 Gy). En conséquence, la radiothérapie par photons* seuls ne permet pas d’obtenir un contrôle local suffisant. Elle est généralement associée à une radiothérapie par protons. L’association de la chirurgie, de la radiothérapie classique et de la protonthérapie est alors considérée pour ce [1] [2] Les titres et le rattachement des personnes citées sont détaillés p.14 [A] Les références bibliographiques sont détaillées p. 14
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