Micro- et Nanotechnologie

La protonthérapie est un produit à succès de l’Institut Paul Scherrer PSI. Les chercheurs s’efforcent toutefois sans relâche de rendre le traitement encore plus rapide et sûr.

Quand des enfants en bas âge sont atteints d’un cancer, c’est un déchirement pour toute leur famille. Les collaborateurs du Centre de protonthérapie à l’Institut Paul Scherrer PSI tentent d’aider ces enfants grâce à l’irradiation ciblée avec des protons et en les assistants avec bienveillance.

Les faisceaux de protons peuvent soigner le cancer, mais aussi endommager des tissus sains. Pour éviter que cela n’arrive, plus de 350 tests de sécurité sont menés chaque année au Centre de protonthérapie du PSI. Le bilan est plus que satisfaisant: plusieurs milliers de patients ont été irradiées avec des protons ici, à Villigen, sans qu’un seul accident ne se produise.

Depuis plus de 30 ans, des patients atteints d’un certain type de tumeur oculaire sont traités au PSI par irradiation avec des protons. Ces minuscules particules atteignent leur cible avec une précision de l’ordre du millimètre, sans mettre en danger d’autres structures de l’œil. La station d’irradiation OPTIS du Centre de protonthérapie du PSI a été développée en interne à l’institut. Une véritable success story, car chez plus de 90% des patients traités jusqu’ici, l’œil atteint a pu être sauvé.

Il a longtemps été directeur pharma chez Roche; aujourd’hui, il est le fondateur d’une biotech sur le site de l’Institut Paul Scherrer PSI: Michael Hennig connaît les tendances dans le domaine médical. Dans cet entretien, il explique pourquoi la médecine du futur a besoin de la force d’innovation d’une recherche financée par des fonds publics et pourquoi il a choisi d’établir sa start-up leadXpro à proximité du PSI.

Martin Ostermaier, biochimiste, a voulu quitter la zone de confort de la recherche scientifique. Il a donc remisé ses pipettes et consacre désormais ses journées au droit des brevets et aux investisseurs.

A l’Institut Paul Scherrer PSI, les malades du cancer reçoivent un traitement unique en Suisse: la protonthérapie. Il s’agit de la forme la plus moderne d’un type de radiothérapie anticancéreuse et, par rapport à l’irradiation conventionnelle, elle présente des avantages importants en termes d’efficacité et d’effets secondaires. Le Centre de protonthérapie au PSI est entièrement dédié à ce traitement spécial. Son travail pionnier a permis d’aider plusieurs milliers de patients, mais aussi de transformer radicalement la protonthérapie, et ce à l’échelle internationale.

Au PSI, certains chercheurs travaillent jour après jour avec la radioactivité, afin de développer des méthodes de traitement avancées destinées aux patients. Dans des conditions de sécurité particulières, ils manipulent tout naturellement un matériau qui se désintègre. C’est une course contre la montre. Pour que tout fonctionne sans accroc, un groupe de travail spécial veille sur l’infrastructure.

Derrière l'œil de Gabi Meier, les médecins avaient découvert une tumeur qui ceignait son nerf optique. Seul le PSI offrait encore une possibilité de la traiter tout en ménageant l'œil et les structures voisines. Quelques mois après la fin de la protonthérapie, j’ai remarqué que je voyais de plus en plus. Certes, c’était toujours vague, mais je voyais! C’était sensationnel, raconte-t-elle en entretien.

Le 25 novembre 1996, en première mondiale, un patient cancéreux était traité à l’Institut Paul Scherrer PSI au moyen d’un nouveau procédé d’irradiation: la technique dite Spot Scan pour faisceaux de protons. Sa particularité: le faisceau agit uniquement en profondeur, là où se trouve la tumeur; le tissu sain qui se trouve devant et derrière la tumeur, lui, est ménagé. A l’époque, cette méthode développée par des chercheurs du PSI représentait une percée dans le domaine de la radiothérapie et, en tant que produit, elle n’a pas tardé à remporter un grand succès.

Des chercheurs au PSI ont réussi pour la première fois à produire dans un cyclotron un radionucléide appelé scandium 44 en quantité et en concentration suffisantes. Ils ont ainsi créé les premières conditions pour une utilisation ultérieure du scandium 44 dans le cadre d’investigations médicales dans les cliniques.

Des chercheurs de l’Institut Paul Scherrer PSI étudient à présent une méthode pour introduire des substances radioactives jusque dans le noyau cellulaire. La source de rayonnement reste ainsi confinée dans la cellule et agit de manière plus ciblée, car elle se retrouve plus près du matériel génétique.

Au PSI, des scientifiques développent de nouveaux principes actifs contre le cancer. Ces derniers contiennent des substances radioactives que l’on injecte aux patients pour qu’ils atteignent la tumeur. Une fois qu’ils sont arrivés à leur cible, leur radiation doit détruire les cellules cancéreuses par contact direct. Mais avant qu’un médicament radiopharmaceutique de ce type puisse être testé sur un patient dans le cadre de premiers essais cliniques, il faut que sa sécurité soit garantie, afin que le patient en question ne subisse aucun dommage. C’est pourquoi chaque substance est produite et testée en conditions stériles au PSI, séparément pour chaque patient et uniquement sur commande.

Des chercheurs de l’Institut Paul Scherrer PSI ont développé une substance active qui permet de cibler et traiter une forme particulièrement maligne du cancer de la thyroïde. Le nouveau médicament a un avantage: il permet de traiter une certaine forme de cancer de la thyroïde où le traitement actuel est inefficace. Les chercheurs du PSI ont développé le radiotraceur à un stade suffisamment avancé pour qu’une première étude puisse être menée sur des patients à l’Hôpital universitaire de Bâle.

Il existe des tumeurs contre lesquelles, apparemment, rien ne marche: ni la chimiothérapie, ni la radiothérapie externe, ni la chirurgie. Souvent, elles ont déjà formé des métastases et ne peuvent plus être éliminées par des méthodes conventionnelles. La seule issue qui reste alors, c’est la radiothérapie interne avec des substances radioactives ciblées, que l’on introduit directement dans la tumeur. Vingt chercheurs spécialisés œuvrent dans ce but au Centre des sciences radiopharmaceutiques à l’Institut Paul Scherrer PSI, une institution commune du PSI, de l’EPF Zurich et de l’Hôpital universitaire de Zurich.

L’Institut Paul Scherrer PSI participe à un projet de plusieurs instituts de recherche (sous la direction de l’EPFL) afin de mettre au point un appareil de radiologie spécialement pour les pays en développement. L’appareil doit supporter le climat tropical, être bon marché et facile à réparer. Les chercheurs du PSI se consacrent à la production d’un capteur bon marché, nécessaire à la réalisation des clichés. Comparable à la puce d’un appareil de photo numérique, ce détecteur capte la lumière de type rayons X.

Entretien avec Damien Charles WeberDepuis 2013, Damien Charles Weber est directeur et médecin-chef du Centre de protonthérapie, le seul du genre en Suisse. Dans cet entretien, il évoque les succès de la protonthérapie dans le traitement du cancer, ainsi que les objectifs visés dans le domaine pour ces prochaines années.

Cristina Müller, membre du Centre des Sciences Radiopharmaceutiques, consacre sa recherche à un traitement, basé sur des liaisons d’acide folique marquées radioactivement. Ces liaisons pénètrent sans entrave dans la cellule, comme un cheval de Troie, avant de la tuer avec leurs radiations, explique-t-elle.