Les chercheurs de l'Université de Columbia sont les premiers à montrer que les ultrasons focalisés – une technique non invasive qui utilise des ondes sonores pour améliorer l'administration de médicaments dans le cerveau – peuvent être utilisés en toute sécurité chez les enfants traités pour un cancer du cerveau.
La technique d'ultrasons focalisés, développée par les ingénieurs de Columbia, a été testée en association avec une chimiothérapie chez trois enfants atteints de gliome diffus de la ligne médiane, un cancer du cerveau rare et agressif universellement mortel.
L'étude a révélé que les ultrasons focalisés ont réussi à ouvrir la barrière hémato-encéphalique chez les trois patients, permettant ainsi au médicament de chimiothérapie d'atteindre les tumeurs et conduisant à une certaine amélioration de la mobilité des patients. (Les trois patients sont finalement décédés des suites de leur maladie ou de complications du COVID.
« Maintenant que nous avons établi la sécurité et la faisabilité des ultrasons focalisés chez les enfants, nous avons ouvert la porte à davantage d'essais pour essayer la technique plus tôt au cours de la maladie et avec des doses systémiques plus faibles mais plus élevées dans le cerveau. Nous espérons que la technologie améliorera la survie des enfants atteints d'un cancer du cerveau », a déclaré Stergios Zacharoulis, directeur de l'étude, professeur agrégé de pédiatrie au Vagelos College of Physicians and Surgeons de l'Université de Columbia et oncologue pédiatrique au NewYork-Presbyterian. Hôpital pour enfants Morgan Stanley de l'hôpital pour enfants de New York.
Columbia a déjà lancé un essai de suivi utilisant des ultrasons focalisés avec de l'étoposide, un médicament de chimiothérapie approuvé par la FDA qui a montré une activité contre les cellules cancéreuses du cerveau.
Le défi du traitement du cancer du cerveau
Bien que de nouvelles thérapies transforment la vie des patients atteints de tumeurs agressives telles que le cancer du pancréas et le mélanome, le pronostic du cancer du cerveau reste obstinément inchangé depuis des décennies. La survie des enfants atteints d’un gliome médian, qui commence profondément dans le tronc cérébral, est généralement inférieure à un an après le diagnostic.
Un obstacle majeur à l’amélioration de la survie des patients atteints d’un cancer du cerveau est physique : la barrière hémato-encéphalique, qui protège le cerveau des virus, des bactéries et des toxines présentes dans le sang, empêche également presque toutes les chimiothérapies d’atteindre les tumeurs cérébrales en concentration suffisante. En laboratoire, Elisa Konofagou, professeur de génie biomédical à Columbia, a constamment démontré que la barrière peut être relâchée en toute sécurité pour permettre aux médicaments de pénétrer dans le cerveau, puis rétablie.
De nombreux médicaments anticancéreux sont capables de tuer les cellules cancéreuses du cerveau, ce qui suggère que les techniques permettant à davantage de molécules médicamenteuses de traverser la barrière et de cibler les cellules tumorales ont le potentiel de transformer le traitement.
Comment fonctionne l'échographie focalisée
Les ultrasons focalisés ouvrent la barrière hémato-encéphalique en utilisant des ondes sonores pour faire vibrer de minuscules bulles de gaz recouvertes de lipides à l'intérieur de la barrière. À mesure que les bulles vibrantes se dilatent et se contractent, elles ouvrent des passages dans la barrière par lesquels les médicaments peuvent passer.
La plupart des techniques d'ultrasons focalisés nécessitent l'utilisation d'appareils IRM pour guider les ondes sonores vers des endroits spécifiques du cerveau.
« Les IRM peuvent être des expériences stressantes pour certains d'entre nous, mais surtout pour les enfants qui ont beaucoup de mal à rester immobiles dans la machine pendant l'intervention », explique Konofagou, qui a développé la technique. « Chez Columbia, notre innovation consistait à déplacer le traitement par ultrasons focalisés en dehors de l'appareil IRM et à effectuer le traitement dans un environnement convivial pour l'enfant avec sa famille dans la pièce pendant l'intervention. »
Avec l'appareil conçu par Columbia, les images IRM destinées à la planification de la navigation sont obtenues avant le traitement par ultrasons focalisés avec un appareil guidé manuellement.
Les patients peuvent poser leur tête sur une table de massage et jouer sur une tablette ou lire un livre pendant le traitement. La procédure est entièrement non invasive et indolore et ne dure que quelques minutes. »
Elisa Konofagou, professeur de génie biomédical, Université de Columbia
