Cibler les cellules cancéreuses avec une dose de rayonnement plus précise que jamais propulse l'efficacité du traitement vers de nouveaux sommets.
Le cancer est l'un des grands mystères de la vie : sans raison apparente, l'organisme se livre une lutte contre lui-même. On dit souvent que le cancer est une maladie des temps modernes. Pourtant, des fossiles datant d'il y a 240 millions d'années en portent la marque. Même si la maladie est difficile à soigner et qu'elle continue d'être diagnostiquée au rythme d'environ 14 millions nouveaux cas par année dans le monde, les chances de survie ne cessent de s'améliorer grâce à un dépistage précoce et au perfectionnement des thérapies.
Actuellement, les principaux moyens utilisés pour combattre le cancer sont la chirurgie, la chimiothérapie et les rayonnements ionisants. L'intervention chirurgicale permet l'ablation des tumeurs apparentes, tandis que la chimiothérapie diffuse dans le corps les médicaments qui empêcheront la maladie de gagner du terrain. Dans le cas de la radiothérapie, un faisceau intense d'énergie cible les cellules cancéreuses. Elle peut être employée seule ou en combinaison avec la chirurgie et la chimiothérapie. On estime que près de la moitié des cas de cancer dans le monde pourraient bénéficier de la radiothérapie, ce qui conduirait à une meilleure prise en charge de la maladie.
L'équipe Dosimétrie médicale et industrielle (DMI) du Centre de recherche en métrologie, au Conseil national de recherches du Canada (CNRC), contribue à la lutte contre ce fléau. L'un de ses importants axes de recherche consiste à explorer des moyens d'améliorer la dose de rayonnements administrée à l'aide d'un accélérateur linéaire (ou linac), une machine complexe qui bombarde les cellules cancéreuses profondément enfouies dans le corps. Couramment utilisés un peu partout sur la planète, les accélérateurs linéaires doivent diffuser des doses précises de rayonnements. Dans les cliniques canadiennes où l'on soigne le cancer, un physicien médical et un dosimétriste calculent le dosage grâce à des détecteurs étalonnés par le CNRC selon des normes établies. En tant qu'institut de métrologie national du Canada, le CNRC propose aux établissements de soins et aux institutions de recherche des services d'étalonnage qui s'appuient sur des étalons certifiés traçables, reconnus dans le monde entier.
« Nous dispensons des conseils en métrologie aux Canadiens, principalement aux physiciens médicaux responsables de la dosimétrie dans les hôpitaux, car ils doivent se tenir au courant des nouvelles technologies », déclare Malcolm McEwen, chef de l'équipe DMI au CNRC. « L'équipe entretient des liens avec tous les centres d'oncologie du pays, mais aussi avec des universités et des organismes de recherche », ajoute-t-il. Or, les systèmes aménagés dans les divers types d'installations peuvent varier, et de nouvelles technologies voient le jour constamment. C'est pourquoi les chercheurs de DMI déploient des efforts soutenus pour caractériser avec précision les nouveaux appareils, mettre au point des instruments inédits ou existants, et étudier les systèmes dosimétriques. Ces travaux ont d'ailleurs débouché sur de nouvelles recommandations concernant les protocoles de dosimétrie internationaux.
Dose d'espoir pour l'avenir
Depuis la toute première utilisation d'un accélérateur linéaire pour soigner un malade, il y a près de 70 ans, la technologie s'améliore sans cesse. À présent, les appareils les plus pointus façonnent le faisceau de rayons d'après la forme de la tumeur et détruisent les cellules cancéreuses en minimisant les dommages subis par les tissus sains qui les entourent. Ces appareils intègrent aussi de nombreuses fonctions de sécurité qui garantissent l'administration de la dose prescrite.
L'accélérateur linéaire Elekta Synergy installé au CNRC, par exemple, est pourvu d'un système d'imagerie qui aide l'opérateur à placer le patient correctement sur la machine et à suivre la progression du traitement. « Pour l'instant, cependant, il est impossible de savoir si la dose souhaitée est totalement absorbée par le patient », déplore James Renaud, stagiaire postdoctoral dans l'équipe DMI du CNRC. « Nous explorons des manières dont l'imagerie nous permettrait d'établir exactement quelle fraction de la dose prescrite reçoit le malade. De telles informations aideraient à adapter le cours du traitement. »
Selon M. Renaud, un tel accélérateur restituerait instantanément les informations sur la dose, et l'opérateur saurait exactement quelle quantité de rayonnements a été absorbée en temps réel. M. Renaud travaille sur la mise au point d'une méthodologie d'exploitation de ces précieuses données en milieu clinique de manière à ce que le personnel médical puisse utiliser ces données sans devoir avoir recours à d'autres appareils coûteux ni interrompre son horaire chargé.
Un cran plus haut dans la précision
D'après Arman Sarfehnia, physicien médical au Sunnybrook Health Sciences Centre de Toronto, le rôle que le CNRC joue dans cette spécialisation médicale se résume à beaucoup plus qu'à celui d'un centre national de quantification et d'étalonnage. « Le CNRC est le partenaire scientifique d'une foule d'organismes et de chercheurs. Il publie des articles de calibre mondial sur ses travaux et conçoit des logiciels de simulation novateurs », affirme-t-il.
En 2019, quand Sunnybrook s'est procuré une unité Elekta MR, un accélérateur linéaire à résonance magnétique de prochaine génération, l'équipe DMI du CNRC a collaboré avec M. Sarfehnia pour en calibrer le dosage dans des conditions cliniques grâce à des détecteurs. « Le CNRC nous a envoyé les détecteurs, nous les avons testés dans notre accélérateur linéaire à résonance magnétique, et nous les avons retournés au CNRC pour qu'il analyse les résultats », explique M. Sarfehnia, en ajoutant que les résultats, après étalonnage, ont donné assez confiance aux cliniciens pour qu'ils commencent à soigner les malades avec le nouvel appareil. « Les détecteurs figurent depuis toujours à la fine pointe de ce type de recherche. Le CNRC ne se borne pas à développer de nouveaux détecteurs, il trouve de nouvelles applications aux détecteurs existants. »
Collaborer avec les centres cliniques profite également au CNRC, avec qui beaucoup de centres partagent le matériel neuf acheté. « Chaque machine coûte des millions de dollars, et nous ne pouvons pas acheter chaque modèle disponible », déclare M. McEwen. « Cette collaboration nous aide à rester au fait des nouvelles technologies utilisées en clinique. »
Le Canada est un chef de file mondial dans le traitement du cancer par la radiothérapie depuis les années 1950. À l'époque, Harold Johns, physicien médical à l'Université de la Saskatchewan, et ses étudiants ont traité avec succès une personne atteinte de la maladie à l'aide d'une machine au cobalt-60 étalonnée, une invention canadienne qui a précédé l'accélérateur linéaire. Grâce à ses formidables installations, à ses chercheurs émérites et à ses partenariats avec l'industrie, le CNRC aidera le Canada à conserver sa place de leader pendant de longues années encore. C'est de bon augure pour les patients qui recevront des traitements et pour les statistiques de guérison!
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