Les lésions précurseurs du cancer du pancréas sont très difficiles à caractériser par imagerie par résonance magnétique (IRM). Mais maintenant, dans une nouvelle étude, des chercheurs dirigés par Noam Shemesh et Carlos Bilreiro – respectivement chef du laboratoire d'IRM préclinique de Champalimaud Research et médecin du service de radiologie du Centre Clinique de Champalimaud – ont montré, pour la première fois, qu'une forme particulière L'IRM, appelée imagerie par tenseur de diffusion (DTI), est capable de détecter de manière robuste les lésions précancéreuses du pancréas. Leur étude, qui pourrait ouvrir la voie à un diagnostic clinique précoce chez les personnes à risque, ainsi qu'à l'évaluation thérapeutique du cancer du pancréas, est publiée aujourd'hui (13 décembre 2024) dans la revue Radiologie d'investigation.
Le cancer du pancréas est la troisième cause de décès liés au cancer aux États-Unis et la sixième au Portugal. Lorsque la maladie est encore localisée, le taux de survie estimé à cinq ans est de 44 %, selon des statistiques récentes de l'Institut national du cancer des États-Unis. Mais une fois qu'elle s'est métastasée, ce chiffre descend à environ 3 %.
Malheureusement, les symptômes du cancer du pancréas (douleurs d’estomac, perte de poids inexpliquée, apparition d’un diabète, ictère, etc.) sont non spécifiques et faciles à confondre avec ceux d’autres maladies. Et lorsque les symptômes apparaissent, le cancer est généralement déjà à un stade avancé et inopérable.
Quatre-vingt-quinze pour cent des cancers du pancréas sont des adénocarcinomes canalaires pancréatiques (PDAC), et beaucoup d’entre eux se développent à partir d’une lésion précurseur appelée néoplasie intraépithéliale pancréatique (PanIN). Cela rend la détection des lésions pré-cancéreuses pour la PDAC – c’est-à-dire principalement les PanIN – essentielle pour diagnostiquer la maladie à un stade précoce et pour comprendre la biologie des PanIN.
Sauf que, contrairement à ce qui se passe par exemple dans le cancer colorectal, où les polypes précurseurs du cancer sont facilement visibles lors d'une coloscopie et retirés, le problème du cancer du pancréas réside dans l'absence d'outils de diagnostic non invasifs pour la détection précoce des PanIN. . Cela empêche également l’investigation de la biologie PanIN et de la genèse des tumeurs pancréatiques chez l’homme.
« L'identification des lésions précurseurs de la PDAC, principalement (…) les PanIN, écrivent les auteurs dans leur article, « pourrait offrir des opportunités pour un diagnostic précoce et le développement de thérapies plus efficaces ».
Une nouvelle utilisation pour une méthode existante
Cependant, ajoutent-ils, « les PanIN ne sont pas diagnostiqués par les modalités d'imagerie actuelles. (…) il existe un besoin urgent de développer des méthodes d'imagerie pour le diagnostic et la caractérisation des PanIN, qui pourraient permettre un diagnostic précoce avant l'établissement de la PDAC ».
C’était précisément l’objectif de la nouvelle étude. Et ce que les chercheurs ont découvert, c’est qu’il est possible de détecter les PanIN à l’aide d’une forme d’IRM appelée imagerie du tenseur de diffusion, ou DTI. « Le DTI est une méthode qui repose sur la diffusion de molécules d'eau à l'intérieur des tissus. Parce que les molécules d'eau diffusent dans les cellules et interagissent avec les parois cellulaires et d'autres objets microscopiques, elles servent de traceur endogène pour la microstructure des tissus », explique Noam Shemesh. .
L’IRM du tenseur de diffusion est généralement utilisée pour l’imagerie du cerveau, mais cela n’exclut pas son utilisation dans d’autres organes. Il a été inventé il y a 30 ans, ce n’est donc pas nouveau, ce qui est une bonne chose si l’on veut l’appliquer aux patients humains.
Ce n’est pas une méthode nouvelle – elle n’a tout simplement jamais été appliquée dans le contexte des lésions précurseurs du cancer du pancréas. »
Noam Shemesh, Centre Champalimaud pour l'Inconnu
« C'est Carlos (Bilreiro, premier auteur de l'étude) », poursuit-il, « qui est venu me voir avec cette idée ». Ils se sont assis ensemble et ont essayé de déterminer quelle méthode d’IRM pourrait contraster avec les PanIN, les distinguant des kystes pancréatiques simples et bénins. « Nous avons réalisé toute une étude à ce sujet avec (co-auteur) Tânia Carvalho, de la plateforme d'histologie de la Fondation Champalimaud. Elle a été d'une grande aide à cet égard – nous avons découvert qu'il y avait des changements dans la microstructure des tissus dus à ces PaniIN. Et Dans mon laboratoire, l'imagerie des changements microstructuraux est ce que nous savons faire de mieux », souligne Shemesh.
« Ce travail n'a été possible que grâce à l'expertise combinée d'une équipe multidisciplinaire de chercheurs dirigée par Noam Shemesh, composée de radiologues et pathologistes, d'ingénieurs et scientifiques IRM et de pathologistes vétérinaires », ajoute Carlos Bilreiro.
Parce que les chercheurs se sont lancés dans cette collaboration entre scientifiques et cliniciens en vue de leur application en clinique, la stratégie la plus efficace consistait en fait à tester une méthode qui existe déjà, au lieu de développer quelque chose de complètement nouveau – et non éprouvé. « À des fins de traduction, il est toujours très utile et efficace de pouvoir modifier ou adapter une méthode existante plutôt que d'en développer une », explique Shemesh. « Cette méthode est déjà implémentée dans chaque scanner IRM. C'est juste la façon dont nous l'avons utilisée qui est un peu nouvelle ».
L'équipe a pu détecter, à l'aide du DTI, les changements microstructuraux qui caractérisent les PanIN dans des échantillons de tissus pancréatiques et in vivo pour les souris transgéniques sujettes à développer ces lésions. « La diffusion donne aux images un niveau de contraste qui nous permet de dire : « oh, un PanIN est probablement caché dans ces pixels », souligne Shemesh.
Des échantillons de souris et d'humains
Les chercheurs ont commencé par imager des échantillons de tissu pancréatique de souris transgéniques dans l’un des scanners IRM les plus puissants au monde, que le laboratoire Shemesh a acquis en 2015 : un appareil d’IRM à champ ultra-élevé de 16,4 Tesla. En comparaison, les scanners 1,5T ou 3T sont généralement utilisés en pratique clinique.
Ils ont ensuite confronté les images DTI de chaque échantillon avec l'analyse histologique du même échantillon, pour déterminer si les lésions (changements microstructuraux) qu'ils ont vues correspondaient aux lésions observées dans l'histologie des échantillons. Ils correspondaient – et très précisément. L'histologie consiste à visualiser au microscope de fines tranches de tissu préparé (issu par exemple d'une biopsie), pour voir la structure des cellules et des tissus et déterminer la nature d'une tumeur.
« En utilisant les possibilités de l'équipement IRM de pointe dont nous disposons dans notre laboratoire, nous avons réussi à développer une technique de microscopie à résonance magnétique qui nous permet de comparer directement les images obtenues avec des lames histologiques », explique Carlos Bilreiro. « Cette technique nous a permis de démontrer que les séquences avancées d'imagerie de diffusion – DTI – sont capables de détecter des lésions précancéreuses du cancer du pancréas. »
L'équipe a en outre montré que les lésions pouvaient être détectées in vivo chez les souris transgéniques. « Nous l'avons fait avec notre autre gros aimant, un scanner de 9,4 Tesla », explique Shemesh. « Et en fait, nous avons également photographié les souris à plusieurs moments sur un petit scanner de 1 Tesla dont nous disposons », ce qui équivaut à un appareil d'IRM clinique.
Enfin, ils ont photographié des échantillons de tissus humains. « Nous avons obtenu des échantillons de patients et montré que nos résultats se généralisent aux humains », explique Shemesh. « Nous avons prélevé des parties de pancréas humain et les avons analysées de la même manière que les échantillons de souris. L'histologie et la pathologie des échantillons ont montré que le DTI était également efficace pour détecter les lésions humaines. »
« Notre travail représente une preuve de concept et fournit une base pour réaliser réellement un essai sur des humains, sur des patients avec une méthode qui est déjà pratiquement mise en œuvre », conclut-il.
D'autres études sont clairement nécessaires pour toute utilisation clinique future : « Les différences techniques entre l'IRM en recherche fondamentale et l'imagerie clinique sont évidentes », écrivent les auteurs, « et (…) une perte de résolution (est) attendue en raison des contraintes matérielles des scanners cliniques. et les contraintes de temps lors de l'imagerie des patients. Les études futures devraient déterminer si le DTI peut être utilisé dans un contexte clinique pour la détection et la caractérisation de PanIN (…). D'éventuelles combinaisons du DTI avec d'autres outils de diagnostic pourraient être utilisées pour augmenter la spécificité, comme la biopsie liquide et la caractérisation. intelligence artificielle. »
Concernant une future collaboration recherche/cliniques, Shemesh est enthousiaste. « Ma recherche consiste à trouver le contraste (dans les images), mais je serais très heureux de collaborer avec des médecins ou des radiologues qui voudraient approfondir cela et les aider à cartographier cela sur une population plus large. C'est toujours très Il est satisfaisant de savoir que quelque chose que vous avez développé peut aider les patients. »
Il souligne également l'importance de telles collaborations. « Ce projet a pris des années à se développer. Il a fallu beaucoup d'efforts pour développer l'imagerie chez les souris transgéniques, et Carlos et une technicienne du laboratoire, Francisca Fernandes, ont travaillé très dur sur celles-ci. C'était un effort énorme et une somme énorme de travail. Et je pense que cela a finalement payé, et cela a fini par être vraiment, vraiment excitant. «
« Je pense que cette étude représente une étape importante dans la recherche sur les lésions précancéreuses du cancer du pancréas », souligne Carlos Bilreiro. « Nous sommes désormais capables de détecter ces lésions chez l'animal et de mieux comprendre comment se développe le cancer du pancréas. Nous savons également que le DTI est tout aussi efficace dans le pancréas humain. Quant à son application clinique, des études complémentaires seront nécessaires pour adapter la technique aux contexte clinique et d'explorer les possibilités d'intervention ou de surveillance des lésions pré-cancéreuses. Cette étude représente ainsi une première étape vers la détection précoce du cancer du pancréas par imagerie par résonance magnétique, avant même que le cancer ne se développe.
