La radiothérapie, spécialité médicale née il y a plus d’un siècle pour traiter et guérir des cancers, a-t-elle un bel avenir devant elle ? Depuis la découverte de la radioactivité naturelle et le prix Nobel de Marie Curie, il aura fallu 20 à 50 ans pour développer des technologies susceptibles d’irradier par voie externe des tumeurs chez l’Homme. Les premières technologies permettaient de traiter d’abord des tumeurs superficielles avec des sources de rayons X de faible énergie, puis sont apparus des accélérateurs linéaires de particules utilisant des sources de cobalt ou des faisceaux de rayons X de haute énergie pour traiter toutes les tumeurs profondes.
Les travaux du Dr Claudius Regaud ont permis de comprendre l’effet différentiel d’un traitement fractionné sur les tissus sains en termes de risques de toxicités, pour arriver progressivement à définir des schémas thérapeutiques étalés sur plusieurs semaines (25 à 40 séances) quand on utilisait ces premières technologies chez l’Homme. Une seule planification du traitement, élaborée à partir de données anatomiques capturées en amont, sert à reproduire la même séance de radiothérapie à la même dose et dans le même volume pendant toute la durée du traitement.
Les avancées technologiques en imagerie et en physique médicale au cours des 60 ans qui ont suivi ont permis la diminution considérable des toxicités aiguës et tardives ainsi que des séquelles de la radiothérapie externe, grâce à trois évolutions majeures : la radiothérapie conformationnelle 3D pour mieux contrôler la dose délivrée dans les organes à risque et optimiser la balistique ; la radiothérapie avec modulation d’intensité permettant de moduler dans chaque faisceau la fluence de dose en fonction des organes traversés pour mieux les protéger et conformer encore davantage la dose prescrite au volume cible ; et enfin la radiothérapie guidée par l’image pour mieux cibler le volume à traiter avant chaque séance. La connaissance de la biologie de certains cancers et l’utilisation de technologies protégeant de mieux en mieux les tissus sains ont permis de revisiter les concepts du fractionnement. L’hypofractionnement permet de réduire le nombre de séances (15 à 25) en augmentant la dose par séance tout en maintenant une dose totale biologiquement équivalente.
Aujourd’hui, la radiothérapie stéréotaxique est délivrée sur de nouvelles générations d’accélérateurs utilisant des microcollimateurs, des systèmes de contention ou d’imagerie de repositionnement plus précis. Elle permet de délivrer des doses par séance plus élevées avec un nombre de séances réduit (1 à 5). Cette radiothérapie dite hypofractionnée extrême est aussi désignée comme ablative, et prend la place de la chirurgie dans un nombre croissant d’indications. Elle inclut également le traitement des métastases, permettant d’élargir considérablement les indications de la radiothérapie.
L’oncologie médicale a bénéficié au cours des 2 dernières décennies d’évolutions majeures des traitements systémiques pour permettre des traitements ambulatoires, plus simples à délivrer (prises orales ou injectables sans hospitalisation), adaptés parfois au profil moléculaire de la tumeur grâce à des thérapies ciblées, et ce, encore dans l’optique de guérir un plus grand nombre de cancers, avec moins de séquelles et une meilleure qualité de vie. L’oncologie médicale a su évoluer vers une médecine plus personnalisée guidée par des biomarqueurs.
Que pouvons-nous espérer en termes d’avancées de la radiothérapie après tant de progrès au service des patients ? La radiothérapie de demain doit avoir deux ambitions : améliorer la qualité de vie des patients et augmenter l’index thérapeutique. La réduction du nombre de séances sans augmenter les effets indésirables doit permettre une offre de soins également plus large dans une population vieillissante, pour laquelle on estime une augmentation des cancers de l’ordre de 30 % en 2040.
La personnalisation des traitements en radiothérapie devient aujourd’hui possible grâce à la radiothérapie adaptative. Cette radiothérapie peut ainsi être adaptée à différents paramètres :
- en fonction de biomarqueurs sanguins ou tissulaires prédisant une meilleure radiosensibilité de chaque patient ou une plus forte agressivité de la tumeur ;
- l’anatomie du jour et les mouvements pendant la délivrance de la dose ;
- la modification de la tumeur en cours de traitement.
Une nouvelle génération d’accélérateurs permet aujourd’hui un suivi temporel des mouvements des organes sous IRM ou le ciblage d’une tumeur hypermétabolique en TEP scanner. La connaissance de biomarqueurs spécifiques d’une tumeur ou représentatifs de la radiosensibilité d’un individu devra également faire espérer de pouvoir moduler la dose par séance et la dose totale afin de personnaliser la prescription de chaque patient.
Toutes ces avancées technologiques nécessitent néanmoins des préparations de traitement de plus en plus exigeantes et chronophages. L’intelligence artificielle (IA) devra permettre d’accompagner les différents corps de métiers pour travailler plus vite, sans perdre en qualité et en sécurité afin d’avoir des prises de décision plus rapides.
Enfin, la biologie de ces nouvelles modalités de fractionnement avec de fortes doses par séance mérite d’être revisitée, dans un contexte où la réirradiation prend une part de plus en plus importante dans les services de radiothérapie. Le facteur temps est un paramètre majeur pour garantir la qualité des traitements. Si l’IA peut avoir un impact sur la gestion du temps (préparation, planification, réalisation de la séance), le temps mis pour délivrer la dose est un nouveau paramètre entrant en jeu pour améliorer l’index thérapeutique. Le fractionnement temporel de la dose (radiothérapie FLASH en une à trois séances de moins d’une seconde) et le fractionnement spatial de la dose (radiothérapie LATTICE et par minifaisceaux) sont des techniques de rupture pleines de promesses pour augmenter l’index thérapeutique, en protégeant mieux les tissus sains pour permettre une escalade de dose sur des tumeurs dites radiorésistantes.
Les auteurs de ce dossier spécial de La Lettre du Cancérologue vous présentent les principales perspectives de la radiothérapie de demain, guidée par la biologie, l’imagerie et la physique ainsi que toute la recherche et les développements en cours.