Des nanoparticules capables de booster la radiothérapie ?

Aude Lecrubier

Auteurs et déclarations

3 février 2012

L'injection tumorale de nanoparticules augmente l'efficacité de la radiothérapie

A l'occasion de la Journée Mondiale du Cancer, le Dr. Vannetzel a présenté une approche anti-cancéreuse prometteuse alliant nanoparticules et radiothérapie.
3 février 2012

Paris, France - A l'occasion de la Journée Mondiale du Cancer, le Pr. Michel Marty, cancérologue à l'hôpital Saint Louis à Paris a organisé un point presse intitulé « Cancer : de nouvelles armes » [1].

En parallèle des exposés sur les thérapies ciblées et l'immunothérapie, une nouvelle approche de radiothérapie locale basée sur l'injection de nanoparticules dans la tumeur a été présentée par le Dr Jean-Michel Vannetzel, oncologue (Service de radiothérapie de la Clinique Hartmann et Président de l'Institut du sein Henri Hartmann).

Cette nouvelle technologie qui consiste à amplifier l'effet des rayons X de façon ciblée dans la tumeur pourrait repousser les limites actuelles de la radiothérapie.

« Cette technologie est très excitante. Si l'essai pilote valide le concept, il y aura un retentissement incroyable sur le monde de la radiothérapie, à savoir 6 millions de malades par an », a souligné Jean-Michel Vannetzel.

La radiothérapie, reconnue pour son efficacité dans le traitement local des tumeurs, est largement utilisée dans la plupart des indications d'oncologie depuis des décennies : environ 50 à 60% des patients atteints de cancer reçoivent un traitement par radiothérapie.

Cependant, son efficacité est limitée par les effets secondaires sur les tissus sains environnants la tumeur et par une radiosensibilité très variable d'un organe à l'autre.

« Vous avez des tumeurs comme celles du cancer du testicule qui sont très sensibles et qui guérissent à 25-35 grays et, à l'autre extrême, vous avez les tumeurs cérébrales pour lesquelles il va falloir administrer jusqu'à 60 ou 80 grays. Si la tolérance de l'organe est inférieure à la dose nécessaire pour tuer le cancer, vous n'allez pas le guérir », a expliqué l'orateur.

La radiothérapie a donc une fenêtre thérapeutique relativement étroite.

NanoXray : augmenter la fenêtre thérapeutique de la radiothérapie

Pour élargir la fenêtre thérapeutique de la radiothérapie, la société Nanobiotix (Paris, France) a développé la technologie NanoXray. Cette nouvelle approche consiste à injecter des nanoparticules à l'intérieur de la tumeur avant de l'irradier. L'objectif est d'amplifier sensiblement l'efficacité de la radiothérapie dans la tumeur tout en épargnant les tissus environnants.

Les particules utilisées sont des nanoparticules NBTXR3 cristallines et inorganiques d'oxyde d'hafnium (HfO2) d'un diamètre de 50 nanomètres. Elles sont conçues pour absorber spécifiquement les rayons X utilisés en radiothérapie. « Nous avons choisi ce type de particule d'oxyde d'hafnium plutôt que des particules d'or, par exemple, parce que c'est à la fois un composé qui absorbe énormément de rayons X et l'un des plus inertes en contact avec la biologie », a expliqué Laurent Levy, directeur général de Nanobiotix.

En pratique, les nanoparticules sont injectées dans la tumeur où elles s'accumulent. Lors de l'exposition aux rayons X, grâce aux propriétés physiques de l'oxyde d'hafnium, les nanoparticules émettent des quantités très importantes d'électrons, bien plus importantes que lors de la radiothérapie traditionnelle. Cette émission d'électrons provoque la formation de nombreux radicaux libres qui à leur tour endommagent l'ADN des cellules cancéreuses et les détruisent.

L'efficacité de la radiothérapie est donc démultipliée dans la tumeur alors que les tissus sains reçoivent une dose standard de rayons X.

« Avec cette technique, vous pourrez utiliser des doses de rayons X beaucoup plus faibles tout en élargissant votre fenêtre thérapeutique. Vous serez aussi efficace, en revanche vous serez moins toxique », a souligné le radiothérapeute.

Une première étude clinique dans le sarcome des tissus mous

In vivo, chez des souris greffées avec des cellules cancéreuses, il a été montré que l'injection de nanoparticules en plus d'une dose de radiothérapie qui, seule, est inefficace, fait disparaitre les tumeurs et guérit les souris.

Sur la base de ces résultats, une première étude a été lancée chez l'homme sur le sarcome des tissus mous des membres, une tumeur localisée, peu radiosensible, et facile à surveiller.

L'équipe de radiothérapie de l'Institut Gustave Roussy qui mène l'étude prévoit d'inclure progressivement 27 patients, dont 10 patients avant la fin de l'année. L'objectif de l'étude est de diminuer la taille des tumeurs pour les rendre opérables. A ce jour, le premier malade inclus termine son traitement.

« Fin 2012, début 2013, nous saurons si notre hypothèse d'un effet augmentateur de la radiothérapie est validé. Ce serait une fantastique révolution thérapeutique. Si le modèle de l'animal se reproduit sur les sarcomes, nous pourrons espérer traiter des tumeurs localisées, non opérables et difficiles à guérir par radiothérapie du fait de la balistique et des organes péri-tumoraux », a indiqué le Dr Vannetzel.

Interrogé par Medscape France sur les données de sécurité, l'intervenant a répondu que les données actuelles chez l'animal et chez l'homme ne montraient pas de toxicité. « Il est vrai que les nanoparticules injectées restent dans le corps, il n'est donc pas possible de dire quelles seront les conséquences dans 30 ans mais ce sont des particules amorphes qui n'interfèrent pas avec l'organisme. De plus, dans le cas précis des nanoparticules NBTX3, elles sont injectées dans une tumeur locale qui a vocation à être enlevée », a-t-il précisé.

Sur la question du coût de fabrication, il semblerait également que la technique soit avantageuse. « Cette technologie est plus simple à réaliser qu'un anticorps monoclonal  et donc moins couteuse », a indiqué Laurent Levy.

En parallèle des injections locales de nanoparticules NBTXR3, d'autres modes d'administration sont également à l'étude avec des nanoparticules injectables par voie intraveineuse (NBTXR-IV) destinées au traitement des métastases du cerveau, du cancer de la prostate avancé ou encore des carcinomes pulmonaires. En outre, des nanoparticules à usage chirurgical (NBTX TOPO) sont également envisagées pour préparer le lit tumoral à la radiothérapie post-opératoire dans les cancers du sein et les sarcomes rétro-péritonéaux.

Quelle place par rapport à l'IMRT ou à la protonthérapie ?

Selon le Dr Vannetzel, les techniques qui visent actuellement à cibler la radiothérapie classique, comme les techniques de radiothérapie avec modulation d'intensité (IMRT), la dynamic conformal arc (DARC) ou même la protonthérapie, ont toutes un différentiel relativement peu important avec la radiothérapie classique. « Le gain avec la nanothérapie devrait être supérieur à une optimisation de la balistique par la dosimétrie pour l'IMRT ou même le rayonnement par la protonthérapie. Par exemple, dans le cancer de la prostate, avec l'IMRT vous monterez à 80 grays contre 70 grays avec la radiothérapie classique. Là, nous espérons un différentiel supérieur de 20 à 30% ». Mais si la nouvelle approche était validée, rien ne devrait empêcher de combiner les différentes techniques de radiothérapie et d'utiliser la meilleure en association avec les injections de nanoparticules.


L'essai en cours chez l'homme est financé par la société de nanobiotix. Le Dr Vannetzel a déclaré avoir une activité de conseil pour nanobiotix.

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