La protonthérapie est une forme de radiothérapie particulièrement précise et de ce fait particulièrement susceptible de ménager l’organisme. Ce traitement est indiqué avant tout pour les personnes jeunes atteintes d’un cancer et en cas de tumeurs situées à proximité d’organes sensibles aux radiations.
Cancer et traitements du cancer
Une personne sur trois développe une tumeur maligne au cours de sa vie. En Suisse, chaque année, environ 45 000 personnes sont confrontées à un diagnostic de cancer. Il existe différents types de cancer. Nombre d’entre eux ont plus de chances d’être guéris aujourd’hui qu’il y a quelques années. Chaque type de cancer répond à un traitement spécifique ou à une combinaison spécifique de traitements.
Les principaux traitements du cancer sont les suivants:
- intervention chirurgicale (opération),
- irradiation (appelée aussi radiothérapie),
- traitement médicamenteux (p.ex. chimiothérapie, immunothérapie ou thérapie antihormonale).
Plus de la moitié des patients atteints de cancer reçoivent une radiothérapie au cours de leur traitement. La plupart du temps, l’irradiation se fait en combinaison avec une autre méthode thérapeutique. On administre donc aux patients concernés un autre traitement soit avant, soit pendant, soit après l’irradiation. Même une tumeur inopérable peut, suivant les circonstances, être guérie par radiothérapie.
A l’instar des interventions chirurgicales, les radiothérapies sont des méthodes de traitement locales. Le traitement agit donc exclusivement dans la zone où se trouve la tumeur. Cela présente un avantage: les effets secondaires restent limités au niveau local également. Les chimiothérapies et autres thérapies dites systémiques sont utiles, en revanche, lorsqu’il s’agit de détruire dans l’organisme de tout petits amas de cellules tumorales ou des métastases, c’est-à-dire des cellules qui se sont détachées de la tumeur- mère.
Radiothérapie
En radiothérapie, le cancer est traité à l’aide de rayons ionisants. Ces rayons endommagent le matériel génétique dans le noyau de la cellule cancéreuse. La cellule cancéreuse irradiée ne peut alors plus se diviser et meurt. Deux types de rayons ionisants sont utilisés dans le traitement du cancer: les rayons X et les particules chargées.
En radio-oncologie conventionnelle, les radiologues utilisent des rayons X. Cependant, de plus en plus de centres de traitement se créent dans le monde entier pour traiter les patients avec des faisceaux de protons. L’Institut Paul Scherrer est l’un des pionniers de cette forme de thérapie relativement nouvelle. Les protons sont des particules élémentaires porteuses d’une charge positive. C’est pourquoi on parle aussi de rayonnement de particules. Les faisceaux de protons sont les plus utilisés dans l’hadronthérapie (traitement par faisceaux de particules).
Qu’est-ce que les protons?
Les protons sont des composants des atomes, tout comme les neutrons et les électrons. Les neutrons et les pro- tons se trouvent dans le noyau de l’atome et les électrons dans l’enveloppe de l’atome. Les protons sont porteurs d’une charge positive. Avec les neutrons (qui n’ont pas de charge) et les électrons chargés négativement, ils forment des atomes. A ce titre, ils sont les composants de toutes les substances solides, liquides et gazeuses, et donc de tous les objets et êtres vivants.
Pour la protonthérapie au PSI, nous produisons des protons à partir d’hydrogène (principal composant de l’eau). En effet, l’atome d’hydrogène est le plus simple qui existe: il est composé uniquement d’un proton et d’un électron; il n’a pas de neutron. Une décharge électrique permet de séparer les électrons chargés négativement du noyau d’hydrogène. Ne restent alors plus que les protons avec leur charge positive. Pour la protonthérapie, on fait subir aux protons une forte accélération dans une machine en forme d’anneau (cyclotron), avant de les concentrer et de les diriger sous forme de faisceau dans la tumeur du patient. A ce propos, la protonthérapie ne nécessite que d’infimes quantités d’hydrogène: pour un traitement de 35 séances, on n’utilise que 6 milliardièmes de gramme d’hydrogène. Autrement dit, un gramme d’hydrogène suffirait théoriquement pour traiter toute la population mondiale avec des protons.
L’effet des protons dans l’organisme
Comme les rayons X, les faisceaux de protons endommagent le matériel génétique des cellules cancéreuses. Ainsi, ces dernières perdent leur capacité à se diviser et meurent.
Toutefois, les deux types de rayonnement n’agissent pas seulement sur les cellules cancéreuses, mais aussi sur les cellules saines. C’est la raison pour laquelle, lors de l’irradiation conventionnelle avec des rayons X, les tissus qui se trouvent autour de la tumeur sont toujours affectés, eux aussi. Dans le cas de la protonthérapie, c’est nettement moins le cas: les tissus environnants et les organes vitaux sont mieux épargnés.
Les faisceaux de protons déploient leur effet principal là où on le souhaite, c’est-à-dire dans la tumeur. En effet, la profondeur de pénétration des protons peut être calculée précisément au préalable. Le faisceau de protons libère donc sa dose maximale dans la zone de la tumeur. Car c’est là où il s’arrête que le proton dépose la majeure partie de son énergie. On appelle ce phénomène pic de Bragg, du nom de William Henry Bragg, le scientifique qui l’a découvert. Au-delà, il n’y a plus de rayonnement. Et durant leur parcours de la surface du corps à la tumeur, les protons irradient seulement de manière minime l’environnement sain, comme le montre l’illustration ci-contre.
A dose égale, une protonthérapie met moitié moins l’organisme à l’épreuve qu’une irradiation conventionnelle: les structures voisines et surtout les organes sensibles, comme le cerveau, les yeux, le coeur, la colonne vertébrale ou l’intestin, restent épargnés. Les effets secondaires sont moindres, ce dont vous profitez en tant que patiente ou que patient.
Dose de radiation d’un faisceau-crayon de protons en fonction de sa profondeur de pénétration dans l’organisme. La portée des protons dépend de leur énergie d’entrée.
En haut, la répartition de la dose est représentée sous forme de courbes de niveau, en bas les valeurs de la dose sont représentées en fonction de la profondeur, comparées avec l’évolution d’une dose de photons (évolution de la dose de rayons X).
La précision du ciblage avec la protonthérapie permet également d’irradier certains types de cancer avec des doses de rayonnement plus élevées. Ce qui améliore les chances de guérison.
Pour qui la protonthérapie est-elle indiquée?
Dans de nombreux pays, la protonthérapie est aujourd’hui encore beaucoup plus chère que la radiothérapie conventionnelle par photons.
C’est pourquoi la thérapie n’entre aujourd’hui en ligne de compte que pour les patientes et les patients chez qui l’on peut s’attendre à des avantages importants par rapport à une irradiation traditionnelle. En Suisse, les cancers concernés figurent sur la liste de l’annexe 1 de l’ordonnance sur les prestations de l’assurance des soins de l’Office fédéral de la santé publique (OFSP).
La protonthérapie est particulièrement bénéfique dans le cas des enfants atteints de cancer. Car plus le patient est jeune, plus il est important de minimiser le risque d’effets indésirables de l’irradiation à long terme. Sans compter les déficits en termes de croissance et de développement. Le risque de tumeurs secondaires, susceptibles d’apparaître des années ou des décennies plus tard en raison de l’irradiation de tissus sains, est ainsi minimisé, lui aussi. C’est la raison pour laquelle l’Institut Paul Scherrer s’est spécialisé dans le traitement d’enfants par irradiation.
Aperçu des avantages de la protonthérapie
- Irradiation de haute précision de la tumeur
- Dose de rayonnements élevée dans la tumeur avec répartition avantageuse de la dose
- Les cellules saines de l’organisme sont peu affectées
- Peu d’effets indésirables, bonne qualité de vie
- Les chances de guérison sont bonnes et durables
