Lueurs d'espoir pour les patients

Les yeux sont notre fenêtre sur l'extérieur et l'un de nos principaux organes sensoriels. Ils enregistrent les informations visuelles de notre environnement et les transmettent au cerveau qui les traite. C'est grâce à ce processus que nous voyons ce qui nous entoure et que nous éprouvons le monde en trois dimensions. En même temps, nous communiquons avec nos semblables par contact visuel et nous exprimons nos sentiments avec nos yeux. Quand l'un de leurs yeux est touché par un cancer, les personnes concernées ne remarquent souvent absolument rien, car leur cerveau continue de recevoir des informations de l'œil sain et compense la perte. Parfois, cela se limite à une zone trouble ou une petite tache. De fait, les tumeurs oculaires sont souvent découvertes par hasard, lors d'un contrôle de routine chez l'ophtalmologue. Le mélanome oculaire est une tumeur de l'œil particulièrement maligne que l'on traite avec succès depuis des années à l'Institut Paul Scherrer PSI, à l'aide de faisceaux de protons. Ce cancer est apparenté au cancer de la peau et, comme lui, il se développe à partir de cellules pigmentées. Ces dernières sont situées dans l'œil, surtout dans la choroïde, une couche très vascularisée qui se trouve entre la rétine (à l'intérieur de l'œil) et la sclérotique blanche visible à l'extérieur.

Certains mélanomes ont beau mesurer seulement un à deux millimètres, il arrive malgré tout qu'ils passent par la circulation sanguine et forment des métastase, surtout dans le foie, explique Heidemarie Wagner, technicienne en radiologie médicale (TRM) au Centre de protonthérapie (CPT) du PSI. Voilà pourquoi c'est si important de les traiter tôt. Cette TRM expérimentée sait exactement de quoi elle parle, car cela fait douze ans déjà qu'elle travaille à la station d'irradiation OPTIS où l'on traite exclusivement les tumeurs oculaires. Heidemarie Wagner est fière de sa station de travail: A l'échelle mondiale, un tiers des patients atteints d'une tumeur oculaire ayant reçu une irradiation avec des protons sont passés par ici, à OPTIS, explique-t-elle. Cela fait 6700 patients. Et le plus beau, c'est que chez 90% d'entre eux, la destruction de la tumeur a permis de sauver l'œil. Durant toutes ces années, Heidemarie Wagner a préparé des milliers de patients à l'irradiation, elle leur a tout expliqué, elle les a consolés et s'est efforcée d'atténuer leur angoisse. Lorsque les patients se retrouvent chez nous, ils ont déjà derrière eux de nombreux examens et une opération à l'Hôpital ophtalmique universitaire, rappelle-t-elle. C'est usant.

Clips métalliques pour planifier l'irradiation

Le centre de coordination des patients atteints de tumeurs oculaires se trouve à Lausanne. Des malades de nombreux pays d'Europe y sont envoyés pour les préparatifs à l'irradiation avec des protons au CPT. En effet, pour que les spécialistes du CPT puissent localiser la tumeur et l'atteindre avec le faisceau de protons, il faut d'abord que les ophtalmologues lausannois la marquent. Pour ce faire, ces derniers suturent sous anesthésie du fond de l'œil quatre à six minuscules plaquettes métalliques de tantale autour de la tumeur. Jan Hrbacek, physicien médical du CPT, explique pourquoi: Sur les radiographies, ces clips métalliques apparaissent comme des points noirs en forme de bouton. De fait, nous pouvons les utiliser comme des marqueurs, ils nous permettent de retrouver et de délimiter la tumeur pour l'irradiation. Car à la radiographie, la tumeur proprement dite, nous ne la voyons pas.

Une série de préparatifs est nécessaire pour que Jan Hrbacek sache néanmoins où irradier précisément. Pendant le traitement, la chose la plus importante, c'est que le patient garde la tête absolument immobile, car il est assis juste en face du faisceau de protons ultrarapides. Un léger tressaillement suffirait pour que ce faisceau atteigne le mauvais endroit. Pour éviter que cela ne se produise, le patient doit porter un masque réalisé au préalable sur mesure spécialement pour lui. Pendant la durée du traitement, il doit aussi serrer entre ses dents un dispositif dentaire avec l'empreinte de sa mâchoire. Ces deux composants sont fixés au cadre du masque et empêchent tout mouvement de la tête. Seuls ses yeux peuvent encore bouger. Pendant la durée du traitement, il faut toujours que le patient collabore activement, souligne Heidemarie Wagner, car le faisceau de protons vient toujours de la même direction, directement de face. Le patient doit donc faire pivoter son œil de manière à ce que la tumeur se trouve toujours exactement dans le trajet optique du faisceau de protons. Mais comment le patient sait-il dans quelle direction il doit regarder?

Contact visuel avec OPTIS

A l'aide d'un logiciel spécial, les physiciens médicaux au CPT élaborent un modèle virtuel en 3D de l'œil et de la tumeur. Ils commencent par alimenter ce modèle avec des données spécifiques au patient, comme la longueur axiale du globe oculaire, l'épaisseur du cristallin, ainsi que les distances précises entre chaque clip métallique, mais aussi entre les clips et la tumeur. Quand le patient se rend pour la première fois au PSI, la TRM prend deux clichés radiologiques de sa tête, de différentes directions. Ces clichés permettent uniquement de visualiser les structures osseuses de l'orbite et les clips métalliques disposés suivant un schéma précis. Si le patient bouge l'œil et donc la tumeur, la position du clip métallique sur la radiographie bouge aussi. A l'aide du modèle, Jan Hrbacek et ses collègues calculent alors quelle est la direction du regard la plus appropriée pour que le faisceau de protons atteignent la totalité de la tumeur, tout en évitant des structures sensibles comme le nerf optique, le cristallin et la cornée. C'est dans cette direction que le patient doit regarder et une petite lampe LED fixée à l'appareil le lui signale. Dès que nous connaissons la position optimale de l'œil, nous connaissons aussi la position optimale des clips, résume Jan Hrbacek. Chaque fois, on réalise donc des clichés radiologiques de contrôle sur lesquels les clips métalliques sont bien visibles. L'écart toléré est de 0,2 millimètres, ajoute Jan Hrbacek. Au-delà, on corrige.

Focalisé sur la tumeur

Les protons détruisent l'ADN, si bien que les cellules ne peuvent plus se diviser et donc ne peuvent plus croître. Pour tuer toutes les cellules cancéreuses dans l'œil, il faut que le faisceau atteigne la tumeur dans toute son extension. Pour ce faire, on resserre le faisceau de protons au travers d'une espèce de diaphragme, de manière à lui faire adopter la forme spécifique de la tumeur. En même temps, il faut que les tissus sains restent épargnés autant que possible. C'est ici qu'intervient une propriété particulière du faisceau de protons, par laquelle il se distingue de toutes les autres formes de radiation: le faisceau déploie son effet maximal à une profondeur précisément définie. Cette dernière peut être réglée sur l'appareil OPTIS. Les cellules situées en amont de cette zone ne sont pas endommagées par les protons.

En règle générale, au terme de quatre irradiations réalisées lors de journées consécutives, le traitement est terminé. Du point de vue de leur état général, nos patients sont en bonne santé et même après l'irradiation, ils vont bien, parce qu'ils n'ont pas d'effets secondaires, explique Heidemarie Wagner. Ils peuvent continuer à vivre tout à fait normalement.

Plans d'avenir pour OPTIS

L'irradiation de tumeurs oculaires avec des protons au PSI est une véritable success story. En fait, les spécialistes du CPT pourraient se reposer sur leurs lauriers. Un point dérange cependant des chercheurs engagés comme Jan Hrbacek: Jusqu'ici, tous les patients doivent subir une opération sous anesthésie pour l'implantation des clips métalliques. C'est quelque chose que nous aimerions bien éviter. Son objectif est de développer un modèle de l'œil permettant de se passer complètement des clips pour le positionnement. Dans le cadre d'un projet soutenu par le Fonds national suisse et autorisé par la Commission d'éthique, il teste avec l'imagerie par résonance magnétique nucléaire (IRM) comment réaliser au mieux des clichés de tumeurs oculaires en haute résolution et intégrer ces informations visuelles dans un nouveau modèle virtuel de l'œil et de la tumeur. Le modèle est complété par un système optique de traçage qui enregistre la position de l'œil dans l'appareil OPTIS et permet donc la localisation. C'est seulement lorsque le procédé sera précis et absolument fiable que l'on pourra épargner l'opération aux patients. Tel est l'objectif auquel les travaillent chercheurs au PSI.

Texte: Sabine Goldhahn