Carbonethérapie

La carbonethérapie ou carbone thérapie est un traitement basé sur un équipement de haute technologie qui utilise des faisceaux d’ions carbone pour détruire certains cancers. Cette thérapeutique est une technique innovante de radiothérapie, qui est souvent nommée l'hadronthérapie, dénomination plus générale qui utilisent et qui désigne tous les techniques consistant à accélérer des ions légers (des ions carbone, des ions hélium,  et des protons ou d’autres ions) pour détruire les tumeurs.

L’intérêt thérapeutique de l’hadronthérapie repose sur l’extrême précision balistique qui permet d’atteindre la tumeur en épargnant au mieux les tissus sains autour de la tumeur qui l’entoure, et donc de réduire les effets secondaires du traitement[1],[2]. De plus, par ces qualités radio biologiques, la carbonethérapie est un traitement dont les résultats cliniques sont réellement meilleurs pour certains cancers considérés comme radio-résistants. Il s’agit de tumeurs pour lesquelles l’efficacité des rayonnements habituellement utilisés (photons (ou rayon X), et électrons mais également des traitements par protons) est insuffisante [3].

Principe

Les principes physico-biologiques des ions carbones sont les suivants :

  • L’efficacité du dépôt de dose des ions carbone au sein des tumeurs : L’efficacité particulière (EBR, cf. plus bas) des ions carbone est due à la densité du dépôt d’énergie à la fin de la trajectoire des ions carbone. Ce dépôt d’énergie est aussi appelé « dose déposée » ou tout simplement « dose » en radiothérapie. Ce fort dépôt d’énergie très ciblé permet de supprimer les différences de radiosensibilité entre les tissus, ce qui est un avantage en situation de résistance tumorale en particulier quand celle-ci provient d’une situation d’hypoxie qui est une cause fréquente d’échec de la radiothérapie conventionnelle.
  • L’hypo-fractionnement des traitements en carbone : L’hypo fractionnement est la réduction du nombre de séances d’irradiation pour réaliser un traitement. Les données biologiques confirmées par l’expérience des équipes japonaises au NIRS (National institute of Radiological Sciences) qui sont les pionnières dans ce domaine, montrent qu’il est possible de réduire nettement le nombre de séances et la durée totale des traitements (traitement de 1 à 15 séances au lieu de 30 a 40), ce qui est un élément de confort pour le patient.
  • La précision balistique[4] du carbone : L’autre spécificité des ions carbone, est représentée par leurs qualités balistiques, c’est-à-dire leur capacité à atteindre la cible avec une très grande précision et avec le minimum d’irradiation des tissus sains voisins. Cette qualité est similaire à celles des protons, et bien plus favorables que celles des rayons X.  
  • L’effet radio-biologique des ions carbone : Pour une même dose physique délivrée au sein d’une tumeur, les ions carbone ont une efficacité biologique anti-tumorale de 1,5 à 3 fois supérieure aux photons et aux protons, l'EBR (l'efficacité biologique relative) est de 1,5 à 3), et jusqu'à plus de 10 fois pour certaines sortes de tumeurs très "radio résistantes". De ce fait, la carbonethérapie est particulièrement intéressante pour traiter les tumeurs radio-résistantes aux autres techniques (photons et protons).

Epidémiologie

La carbonethérapie s’adresse à une typologie précise de cancers, elle ne s’adresse pas à toutes les tumeurs. Les tumeurs éligibles appartiennent à un groupe de tumeur inopérables[5], reconnu comme radio-résistant[6], au stade primaire d’évolution (stade locorégional) ou en récidive ou rechute locale, et ayant un faible potentiel métastatique[7]. En revanche, les tumeurs en rechute après avoir déjà été traités par radiothérapie et surtout les tumeurs suffisamment radio sensibles pour être efficacement traitées par les radiothérapies fractionnées classiques ne sont pas éligibles pour ce traitement.

Selon les classifications du groupe de surveillance des maladies rares en Europe [8], la liste des pathologies pouvant être traitées par hadronthérapie (carbonethérapie et protonthérapie) répond à la classification des malades rares basée sur les seuils des indicateurs épidémiologiques suivants: une prévalence  ≤  50 cas/ 100 000 personnes au sein d’une population donnée et une incidence ≤ 6 cas/ 100 000 personnes /an [9],[10],[11],[12]. En effet, les cancers éligibles pour une carbonethérapie représentent aujourd’hui une petite fraction de la population des patients qui ont besoin d’une radiothérapie. Certains auteurs estiment cette proportion à 5 à 6%.

Centres de traitement

Nom Ville Pays Localisation Commentaire
GSI (Gesellschaft für Schwerionenforschung)[13] Darmstadt Allemagne 49° 55′ 54,71″ N, 8° 40′ 46,2″ E Activité de soin transférée à HIT
HIT (Heidelberger Ionenstrahlen-Therapie)[14] Heidelberg Allemagne 49° 24′ 58,87″ N, 8° 40′ 02,02″ E Opérationnel
HIMAC (Heavy Ion Medical Accelerator in Chiba)[15] Chiba Japon 35° 38′ 09,84″ N, 140° 06′ 13,62″ E Opérationnel
HIBMC (Hyogo Ion Beam Medical Center)[16] Hyogo Japon 34° 56′ 48,17″ N, 134° 25′ 49,54″ E Opérationnel
CNAO (Centro Nazionale di Adroterapia Oncologica)[17] Pavia Italie 45° 11′ 57,61″ N, 9° 08′ 26,03″ E Opérationnel
ETOILE (Espace de Traitement Oncologique par Ions Légers dans le cadre Européen)[18] Lyon France 45° 44′ 20,26″ N, 4° 53′ 22,47″ E Projet suspendu
ARCHADE (Advanced Resource Centre for HADrontherapy in Europe)[19] Caen France 49° 10′ 59″ N, 0° 22′ 10″ O Projet de développement technologique
Austrian Ion Therapy & Cancer-Research Centre Project[20] Wiener Neustadt Autriche 47° 49′ N, 16° 14′ E En construction, ouverture en 2014
Heavy-Ion Medical Center of Gunma[21] Gunma Japon Opérationnel
HIMAT (Heavy Ion Medical Accelerator in Tosu)[22] Tosu Japon Opérationnel
i-ROCK Kanagawa Cancer Center[23] Yokohama Japon En construction, ouverture en 2015

 

Notes et références

  1. ↑ Suit H. The Gray Lecture 2001: coming technicaladvances in radiation oncology. Int J Radiat Oncol Biol Phys.2002;53:798-809
  2. ↑ Suit H, Goldberg S, Niemierko A, Trofimov A, Adams J, Paganetti H, Chen GT, Bortfeld T, Rosenthal S, Loeffler J, Delaney T. Proton beams toreplace photon beams in radical dose treatments. ActaOncol. 2003;42:800-8
  3. ↑ Schulz-Ertner D, Tsujii H. Particle radiationtherapy using proton and heavier ion beams. J Clin Oncol. 2007 Mar10;25(8):953-64. 2.
  4. ↑ La précision balistique
  5. ↑ Cancer: Principles & Practice of Oncology.2005. DeVita, V. General articles on treatment strategies in Cancer
  6. ↑ Guide des Procédures de Radiothérapie Externe2007 (Guidelines for external radiotherapy procedures);  joint effort by the Franch society foroncology radiotherapy (Société Française de Radiothérapie Oncologique - SFRO)and the French society for medical physics (Société Française de Physique Médicale- SFPM), conducted in collaboration with the representatives of the Frenchassociation of electroradiology paramedical workers (Association Française duPersonnel Paramédical d’Electroradiologie - AFPPE)
  7. ↑ Latest edition of the tumour TNM classificationpublished by the UICC (International Union against Cancer) or the AJC (Americanjoint committee for cancer staging)
  8. ↑ Classifications internationale des cancers rares [PDF]
  9. ↑ Number of potential patients to be treated withproton therapy in Italy. Orecchia R, Krengli M. Tumori. 1998Mar-Apr;84(2):205-8. Radiotherapy Department, University of Milan and EuropeanInstitute of Oncology, Milano, Italy. rorecchia@ieo.cilea.it
  10. ↑ Cancer epidemiology and patient recruitment forhadrontherapy. Engels H, Wambersie A. Strahlenther Onkol. 1999 Jun;175 Suppl2:95-9. Departmentof Radiobiology and Radiation Protection, Université Catholique de Louvain, Cliniques Universitaires St. Luc, Brussels, Belgium
  11. ↑ A "one-day survey": as a reliableestimation of the potential recruitment for proton- and carbon- ion therapy inFrance. Marie Hélène Baron, Pascal Pommier, Véronique Favrel, Gilles Truc, Jacques Balosso and Joël Rochat for the ETOILE project.  Radiother Oncol. 2004 Dec;73 Suppl 2:S15-7.
  12. ↑ Epidemiological aspects of hadron therapy: aprospective nationwide study of the Austrian project MedAustron and theAustrian Society of Radiooncology (OEGRO). Mayer R, e all. Radiother Oncol. 2004 Dec;73 Suppl 2:S24-8.
  13. ↑ GSI Gesellschaft für Schwerionenforschung
  14. ↑ HIT Heidelberger Ionenstrahlen-Therapie
  15. ↑ NIRS-HIMAC Heavy Ion Medical Accelerator in Chiba
  16. ↑ HIBMC Hyogo Ion Beam Medical Center
  17. ↑ CNAO Centro Nazionale di Adroterapia Oncologica
  18. ↑ ETOILE Espace de Traitement Oncologique par Ions Légers dans le cadre Européen
  19. ↑ ARCHADE Advanced Resource Centre for HADrontherapy in Europe
  20. ↑ Austrian Ion Therapy & Cancer-Research Centre Project
  21. ↑ Heavy-Ion Medical Center of Gunma
  22. ↑ HIMAT Heavy Ion Medical Accelerator in Tosu
  23. ↑ i-ROCK Kanagawa Cancer Center

Sources