Une nouvelle technique sans incision développée chez UVA Health pour traiter les lésions cérébrales débilitantes appelées malformations caverneuses cérébrales, ou cavernomes, s'est révélée très prometteuse lors des tests précoces, ce qui a mis fin à la croissance des lésions presque entièrement.
La nouvelle approche pourrait représenter un changement de paradigme dans la façon dont les malformations, communément appelées CCMS, sont traitées, selon les chercheurs. La technique utilise de minuscules « microbulles » remplies de gaz propulsées par des ondes sonores ciblées pour ouvrir la barrière protectrice du cerveau et tuer la croissance des malformations.
Ceci est un exemple clair de sérendipité en science. Nous recherchions autre chose – effectuer des études de sécurité à long terme de l'échographie focalisée comme outil pour l'administration de médicaments et de gènes aux CCM – lorsque nous avons remarqué que le CCMS exposé à des échographies focalisées avec des microbulles était stabilisée. Après les observations initiales, nous avons passé des années à faire des expériences pour confirmer que l'effet était réel et reproductible. Parce que le traitement échographique ciblé est relativement simple et non invasif et que les dispositifs cliniques nécessaires deviennent plus courants, s'ils sont prouvés en sécurité dans les essais cliniques, j'espère que cela pourrait éventuellement devenir une véritable option de traitement. »
Richard J. Price, PhD, chercheur, codirecteur du centre d'immunothérapie au cancer des ultrasons ciblés d'UVA Health
Sur les cavernomes
Les cavernomes sont des grappes de vaisseaux sanguins envahis qui peuvent germer comme des mauvaises herbes dans le cerveau, la moelle épinière ou d'autres parties du corps. La plupart des cas ne provoquent aucun symptôme, mais ils peuvent, dans certains cas, provoquer des maux de tête, des convulsions, une faiblesse musculaire et même la mort. Les options de traitement pour les patients comprennent une chirurgie cérébrale, souvent utilisée lorsque le CCM est au risque de provoquer un saignement cérébral dangereux, ou une radiochirurgie stéréotaxique, qui utilise des radiations pour détruire les CCM qui sont difficiles ou impossibles pour un chirurgien à atteindre.
La nouvelle approche de l'UVA pourrait offrir une alternative qui évite les effets secondaires indésirables associés à la chirurgie cérébrale et à la radiochirurgie stéréotaxique, dit Price. Par exemple, la chirurgie du cerveau traditionnelle s'accompagne des risques de la chirurgie elle-même et de la possibilité que les cavernomes supprimés puissent repousser.
Price et ses collaborateurs ont été choqués par la façon dont leur traitement de microbulles a effectué des tests de laboratoire. Un mois après le traitement, l'approche avait interrompu la croissance de 94% des CCM chez les souris de laboratoire. Pendant ce même temps, le CCMS non traité a augmenté de sept fois.
« Une chose qui se démarque vraiment est l'ampleur de l'effet. Les modèles de souris de CCM sont beaucoup plus graves que les CCM humains. Les CCM de souris se développent de façon exponentielle. Pourtant, malgré leur nature agressive, le CCMS chez la souris réagit toujours complètement au traitement », a déclaré Price, du département de génie biomédical de l'UVA. « Dans certaines études, nous avons même vu que les tissus cérébraux exposés à des échographies focalisées avec des microbulles étaient moins enclins à héberger de nouveaux CCM à l'avenir. S'il était traduit par l'homme, cet effet prophylactique pourrait ouvrir la porte à des traitements pour soi-disant les patients » familiaux « qui sont génétiquement prédisposés à l'acquisition de plusieurs CCM tout au long de leur vie. »
De plus, les plans de traitement simulés pour les patients atteints de CCMS (les patients qui ont reçu une radiochirurgie stéréotaxique) ont révélé que l'approche est déjà viable avec la technologie existante, bien que des essais cliniques soient nécessaires avant que la Federal Food and Drug Administration envisagerait de la rendre disponible pour les patients.
Un aspect notable de l'approche est qu'il n'implique pas l'utilisation de médicaments. Les scientifiques de l'UVA et d'ailleurs ont exploré le potentiel d'une échographie ciblée pour violer brièvement la barrière hémato-encéphalique – les défenses naturelles du cerveau – pour permettre la livraison ciblée de médicaments pour la maladie d'Alzheimer et d'autres conditions. Mais dans la maladie d'Alzheimer et maintenant les cavernomes, l'utilisation des microbulles à propulsion sonore semble avoir des avantages dramatiques même sans médicaments – les bienfaits que les scientifiques ne peuvent pas expliquer pleinement.
Les résultats prometteurs d'Alzheimer ont déjà conduit au lancement de plusieurs essais cliniques testant l'approche chez les patients. Price espère que la recherche pionnière de l'UVA produira bientôt le lancement d'essais similaires pour le CCMS.
« Nous sommes très intéressés à comprendre ce qui se trouve dans la« boîte noire »qui relie en quelque sorte l'échographie focalisée à la cessation de l'expansion des cellules mutantes dans le CCMS. Nous revenons également à nos idées originales sur la livraison de médicaments et de gènes aux CCM. Étant donné que l'effet de référence stabilise les lésions, a-t-on peut-être maintenant pensé à les éradiquer entièrement avec des thérapies supplémentaires, » a déclaré Price. « Ce type de découverte est en grande partie le résultat des investissements que l'UVA a réalisés dans la technologie échographique ciblée au fil des ans. Il y a peu d'autres institutions dans le monde avec la masse critique d'expertise et d'infrastructure permettre de nouvelles découvertes comme celle-ci. »
Price et son collaborateur Petr Tvrdik, PhD, ont récemment reçu plus de 3 millions de dollars du National Institutes of Health's National Cancer Institute pour soutenir leurs recherches en cours sur le CCM.
À propos de l'échographie focalisée
UVA Health a été l'un des premiers pionniers dans le domaine de l'échographie focalisée. L'expertise de l'UVA avec la technologie a conduit à un programme de recherche solide à examiner l'utilisation d'une échographie ciblée pour traiter de nombreuses conditions différentes.
L'énorme promesse de l'échographie ciblée a incité UVA Santé et la Foculued Foundation basée à Charlottesville basée sur Charlottesville pour lancer le Centre d'immunothérapie au cancer des ultrasons ciblés, le premier centre mondial dédié spécifiquement à la progression d'une approche de traitement d'immunothérapie à ultrasons et de cancer du 21e siècle.
Résultats publiés
Le prix et ses collaborateurs ont décrit leurs résultats CCM dans le génie biomédical de la nature. L'équipe de recherche était composée de Delaney G. Fisher, Tanya Cruz, Matthew R. Hoch, Khadijeh A. Sharifi, Ishaan M. Shah, Catherine M. Gorick, Victoria R. Breza, Anna C. Debski, Joshua D. Samuels, Jason P. Sheee, G. G. Miller, David More Tvrdik et prix.
L'étude a été soutenue par les National Institutes of Health, les subventions R01CA279134, R01EB030409, R01EB030744, R21NS118278, R21NS116431 et R01CA226899; l'American Heart Association, subvention 830909; et par la Focused Ultrasound Foundation, Be Brave for Life Foundation et The Alliance to Grey Cavernous Malformation.
Le département de génie biomédical de l'UVA est un programme conjoint de l'École de médecine et de l'école d'ingénierie et des sciences appliquées.
