Le synchrotron européen installé à Grenoble est la plus intense des sources de rayonnement X au monde et possède depuis 1994 une ligne de lumière biomédicale qui permet d'envisager des applications thérapeutiques, en particulier pour certaines maladies du cerveau.

En produisant des photons avec un débit particulièrement élevé, le synchrotron européen basé à Grenoble permet aux physiciens toutes sortes d'études et en particulier le développement de techniques d'imagerie de plus en plus sophistiquées. Une telle source de rayons X peut également être utilisée pour irradier un organe dans un but thérapeutique.

Depuis sa mise en service, le synchrotron européen dispose, parmi pratiquement 50 instruments scientifiques différents, d'une ligne biomédicale qui a permis plusieurs travaux de recherche sur les possibilités d'applications thérapeutiques des faisceaux. Depuis une dizaine d'années, l'équipe des Pr Estève et Balosso du CHU de Grenoble ont ainsi développé, avec les ingénieurs et scientifiques du synchrotron et des chercheurs de l'Inserm, des approches originales qui permettent l’utilisation en radiothérapie d’un rayonnement monochromatique produit par le synchrotron.

Après plusieurs années de recherche préclinique, une première application au traitement de métastases cérébrales est actuellement en phase clinique. Une autre modalité exploitant l’exceptionnel débit de rayonnement de la source synchrotron grenobloise, consiste à utiliser des faisceaux de photons fractionnés en microfaisceaux de quelques dizaines de microns. Il est ainsi possible d'irradier en particulier certaines régions du cerveau, de façon très précise, à 10 microns près. Le croisement de ces microfaisceaux au niveau de la région cible permet de déposer une dose de radiation suffisante pour obtenir la destruction de certaines cellules, uniquement au point de convergence et sans avoir à ouvrir la boîte crânienne.

Différentes études ont montré la grande tolérance des tissus biologiques à ce type de radiochirurgie par microfaisceaux, avec une absence de lésions à proximité immédiate de la trajectoire des microfaisceaux et très peu d'effets secondaires : des avantages considérables par rapport aux techniques actuelles qui présentent souvent des dégâts "collatéraux". Le développement de telles approches n'est possible qu'en raison des propriétés physiques exceptionnelles du rayonnement produit par le synchrotron grenoblois.

D'autres travaux sont en cours pour étudier la possibilité d'utiliser ces microfaisceaux pour le traitement de certaines formes d'épilepsie ou de certaines douleurs chroniques. Les premiers résultats obtenus sont encourageants mais restent à confirmer avant d'envisager une application thérapeutique dans ces pathologies (1). Il est bien évident qu'il faudra plusieurs années pour valider les protocoles, s'assurer de l'efficacité de tels traitements, de leurs avantages par rapport aux solutions actuelles et surtout de l'absence d'effets indésirables sur le long terme(2). Le temps également pour les physiciens et les ingénieurs de mettre au point des sources "compactes" permettant l'utilisation de ces méthodes dans un environnement hospitalier.

>> Note :

1. Pouyatos, B., Nemoz, C., Chabrol, T., Potez, M., Bräuer, E., Renaud, L., Pernet-Gallay, K., Estève, F., David, O., Kahane, P., Laissue, J.A., Depaulis, A., Serduc, R., 2016. Synchrotron X-ray microtransections: a non invasive approach for epileptic seizures arising from eloquent cortical areas. Scientific Reports, Nature Publishing Group 6, 27250. doi:10.1038/srep27250
2. Studer, F., Serduc, R., Pouyatos, B., Chabrol, T., Bräuer-Krisch, E., Donzelli, M., Nemoz, C., Laissue, J.A., Estève, F., Depaulis, A., 2015. Synchrotron X-ray microbeams: A promising tool for drug-resistant epilepsy treatment. Phys Med 31, 607–614. doi:10.1016/j.ejmp.2015.04.005

Merci à Jean Susini, François Estève, Raphael Serduc et Florian Studer pour leur relecture et leurs corrections

>> Pour en savoir plus sur l'épilepsie : lire notre dossier sur l'épilepsie

>> Voir aussi l'article sur la lumière du synchrotron.

>> Crédit photo : ESRF/Ginter