Une IRM montre où se trouve une tumeur cérébrale et sa taille. Mais dit-elle si elle est dangereuse et si le traitement fonctionnera ? Giacomo Annio examine les tumeurs grâce aux vibrations : un dispositif de la taille d’un téléphone portable, placé contre la tête, indique si le tissu est rigide ou souple. Le résultat surprend, car les glioblastomes les plus agressifs sont plus souples que leur environnement. Et comme il s’agit de regarder plus loin, vous pourrez vérifier à la fin si vous jugez sur les apparences.
Une IRM peut montrer la taille d’une tumeur cérébrale et sa localisation exacte. Elle est moins utile pour ce dont le médecin a souvent le plus besoin : les propriétés biologiques de la tumeur, dont dépend l’efficacité du traitement. L’image indique où et quelle taille, mais révèle peu de choses sur la nature de la tumeur.
C’est ce manque que Giacomo Annio, boursier du programme Actions Marie Skłodowska-Curie, a voulu combler. Dans le projet GLIOBID, il s’est intéressé aux glioblastomes, le groupe de tumeurs cérébrales le plus agressif. Son outil est l’élastographie par résonance magnétique. Ce projet de trois ans était coordonné par l’hôpital universitaire d’Oslo, d’où provenaient les données cliniques. Les recherches précliniques ont été menées à l’université Stanford.
L’idée est simple : au lieu de se contenter d’observer la tumeur, savoir ce qu’elle donne au toucher. « L’élastographie mesure la rigidité ou la souplesse du tissu [tumoral] », explique Giacomo Annio. Comme il le précise, ce sont précisément ces propriétés qui renseignent sur le comportement de la tumeur, sa résistance au traitement et sa capacité à infiltrer les tissus environnants.
Selon le chercheur, une telle méthode permet aux médecins d’observer la tumeur sous un nouvel angle et d’en analyser les propriétés physiques d’une manière que l’image classique n’offre pas.
Le matériel lui-même ne ressemble pas à une énorme machine. Le dispositif d’élastographie a la taille d’un téléphone portable. Le médecin le place contre la tête du patient, et les ondes qu’il envoie dans le cerveau par vibration sont visualisées par un appareil d’IRM.
Ce dispositif est développé par la société américaine Quality Electrodynamics, et Siemens, en Allemagne, le commercialise sur ses appareils d’IRM. Il commence à faire son apparition dans les premiers hôpitaux. Cela ne veut pas dire que tout est prêt. « Son adaptation aux tumeurs cérébrales représente un défi particulier », reconnaît Giacomo Annio.
GLIOBID n’est pas sorti de nulle part. Il s’appuie sur deux projets antérieurs : FORCE, qui a développé l’élastographie, et ImPRESS, qui l’a appliquée aux tumeurs cérébrales. Giacomo Annio a fait partie des équipes de ces deux projets.
Le chercheur a passé les deux premières années de sa bourse au département de radiologie, division du programme d’imagerie moléculaire de Stanford. Il y a construit son propre dispositif d’élastographie à l’aide de l’impression 3D et de composants électroniques personnalisés, le premier du genre à Stanford. Il l’a installé sur un appareil d’IRM afin d’étudier les tumeurs cérébrales chez la souris.
Un résultat important du travail à Stanford est un brevet. L’équipe a breveté un agent théranostique, une molécule qui associe traitement et diagnostic et qui peut être visualisée par IRM. « Cette molécule libère un composant qui modifie les propriétés mécaniques de la tumeur, ouvrant ainsi les vaisseaux sanguins spécifiquement au niveau du site tumoral », décrit Giacomo Annio. Des vaisseaux plus ouverts permettent à une plus grande quantité de traitement de pénétrer dans la tumeur.
L’élastographie a en outre permis de suivre ce qui se passait dans le tissu. « Grâce à l’élastographie, nous avons pu voir comment les propriétés mécaniques de la tumeur influent sur l’administration du traitement », indique le chercheur. Selon lui, c’est une première : « Personne ne l’avait fait auparavant. »
Les résultats concernent pour l’instant des animaux, mais ils montrent bien la direction. En bref :
L’efficacité du traitement n’a toutefois été démontrée que chez la souris. Il s’agit encore de la phase préclinique.
La seconde partie du travail reposait sur des données humaines. Les essais cliniques de l’hôpital universitaire d’Oslo ont inclus 200 patients atteints de glioblastome. Il s’est avéré que les glioblastomes font exception à la règle. « Alors que la plupart des cancers sont plus rigides que les tissus environnants, les glioblastomes cérébraux sont plus souples », explique Giacomo Annio.
Le chercheur estime que, pour évaluer l’agressivité d’une tumeur, sa viscosité, qu’il décrit comme sa « compressibilité », pourrait compter plus que sa rigidité. Autrement dit : ce qui compte, ce n’est pas seulement que la tumeur soit dure, mais aussi sa capacité à se laisser comprimer.
L’élastographie permet aussi d’examiner les vaisseaux sanguins à l’intérieur de la tumeur et de suivre la pression qui s’accumule dans le cerveau. Une tumeur qui grandit comprime les vaisseaux, qui, dans cet espace encombré, ne peuvent plus acheminer correctement le sang, l’oxygène, les nutriments ni le traitement.
La méthode a aussi été étendue au méningiome, une tumeur cérébrale plus fréquente. Kyrre Eeg Emblem, chef du département de physique et de radiologie computationnelle de l’hôpital universitaire d’Oslo et coordinateur du projet, souligne l’aspect pratique de ce travail. Comme il l’explique, « l’évaluation des forces physiques permet au neurochirurgien de planifier l’intervention en déterminant si la tumeur sera facile ou difficile à retirer ».
Une IRM classique montre la forme et la localisation d’une tumeur cérébrale, et l’élastographie ajoute des informations sur ses propriétés physiques. Dans le projet GLIOBID, les glioblastomes se sont révélés plus souples que les tissus environnants, et c’est peut-être leur compressibilité qui est déterminante. Chez la souris, l’association de l’élastographie et d’une molécule théranostique brevetée a réduit les lésions et augmenté la survie. Les résultats du traitement concernent pour l’instant des animaux, mais la direction est claire : une thérapie adaptée à ce que donne la tumeur au toucher.
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