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La radiothérapie FLASH au service du traitement des leucémies aiguës lymphoblastiques


Le LSHL (IRCM/CEA-Jacob) en collaboration avec le Laboratoire de radio-oncologie du CHUV, a étudié les effets de la radiothérapie FLASH par rapport à la radiothérapie conventionnelle sur des leucémies aiguës lymphoblastiques. Ces résultats, publiés dans International Journal of Radiation Oncology*Biology*Physics, ouvrent la voie à une nouvelle piste thérapeutique pour ce type de leucémie tout en préservant le processus d'hématopoïèse normale.

Publié le 19 novembre 2020

De nombreuses avancées technologiques ont fait de la radiothérapie un traitement de référence en cancérologie. Cependant, l'efficacité de la radiothérapie conventionnelle (RT-CONV) est limitée par les dommages causés aux tissus sains voisins, les doses requises pour obtenir une efficacité maximale étant très proches des doses toxiques pour les tissus sains. Dans ce contexte, les recherches récentes menées en radio-oncologie ont permis de développer une nouvelle technique d'irradiation, la FLASH-RT (radiothérapie FLASH), qui consiste à délivrer en un temps très court (quelques millisecondes) la dose de rayonnement permettant de détruire les cellules cancéreuses sans causer de dommages aux tissus sains. L'efficacité de la FLASH-RT sur différents types de tumeurs solides combinée à une excellente tolérance des tissus sains a été rapportée dans plusieurs études expérimentales, parmi lesquelles une étude clinique qui a permis de traiter un premier patient et de montrer la faisabilité clinique d'une telle approche (1).

Dans la dernière étude publiée dans International Journal of Radiation Oncology*Biology*Physics, les chercheurs du Laboratoire des cellules Souches Hématopoïétiques et des Leucémies - LSHL (IRCM), en collaboration avec le Laboratoire de radio-oncologie du CHUV, ont analysé les effets de la FLASH-RT sur les leucémies aiguës lymphoblastiques (LAL)2 et l'hématopoïèse normale. Ils ont pour cela utilisé comme modèles d'étude des greffes dérivées de patients atteints de LAL à lymphocytes T (LAL-T) implantées sur des souris immunodéficientes. Trois xénogreffes de LAL-T et des cellules souches progénitrices hématopoïétiques - CD34+- isolées de sang de cordon ombilical ont été réalisées en associant ou pas les cellules normales et leucémiques dans le même modèle pour mimer le développement sanguin physiologique normal et pathologique. L'accélérateur linéaire de particules eRT6/ORIATRON a permis de comparer l'impact biologique des irradiations en mode FLASH (ultra-haut débit de dose) et mode Conventionnel (CONV, débit de dose utilisé en actuellement en RT) avec une géométrie et une dosimétrie optimisées par l'équipe de physiciens de l'IRA/CHUV. Cette méthodologie a assuré la bonne reproductibilité et l'homogénéité des procédures expérimentales. 













Évaluation de l'efficacité anti-tumorale de la radiothérapie FLASH et de la radiothérapie conventionnelle sur les modèles murins de xénogreffes LAL-T  : (A) dispositif expérimental présentant l'accélérateur linéaire de particules permettant l'irradiation avec une géométrie adaptée sur la cible, les dosimètres thermoluminescents (TLD) sont placés du côté de la sortie ; (B) courbe de survie Kaplan-Meier illustrant la diminution du développement de la leucémie dans les modèles murins LAL-T ayant reçu des doses de 4GY par FLASH-RT. (crédits images : P. Gonçalves Jorge et B. Uzan)


 

Les résultats obtenus montrent que la FLASH-RT retarde plus efficacement la propagation de la leucémie par rapport à la RT-CONV, dans un sous-type génétique particulier. Un profil génomique putatif de susceptibilité à l'irradiation FLASH a aussi été identifié. Un effet différentiel a également été observé sur les cellules souches progénitrices sanguines qui s'avèrent moins sensibles à l'irradiation FLASH qu'à l'irradiation CONV, assurant une préservation partielle de leurs propriétés.

Ces résultats présentent pour la première fois, les avantages de la radiothérapie FLASH par rapport à la radiothérapie conventionnelle dans le traitement des leucémies aigües de l'enfant de type LAL-T ayant un profil génétique particulier, tout en préservant en partie les propriétés des cellules souches sanguines normales. L'effet FLASH produit un avantage biologique suggérant l'intérêt potentiel d'un transfert clinique, ce transfert ne sera possible que par un développement technologique permettant une irradiation sur corps humain entier.

1 :  Treatment of a first patient with FLASH-radiotherapy I Radiotherapy and Oncology

2 : Les LAL représentent environ 80 % des leucémies aiguës de l'enfant. Ils en existent différents sous-types, les deux principaux étant la LAL-B (à lymphocytes B) et la LAL-T (à lymphocytes T). Les LAL sont caractérisées par des proliférations malignes (dans le sang, la moelle osseuse, voire d'autres organes) de précurseurs de cellules sanguines bloqués à un stade précoce de leur différenciation.


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