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La protonthérapie : une technique à haute énergie et efficace

20.11.2023
Rédaction de Leading Medicine Guide
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Rédaction de Leading Medicine Guide

Le professeur Beate Timmermann est une éminente spécialiste dans le domaine de la protonthérapie, une forme ultramoderne de radiothérapie utilisée pour traiter le cancer. En tant que directrice de la clinique de thérapie par particules et directrice médicale du Centre de protonthérapie de l'Allemagne de l'Ouest à Essen (WPE) au sein du centre hospitalier universitaire d'Essen, elle s'est spécialisée dans le traitement des tumeurs, en particulier celles situées dans des zones sensibles du corps humain ou difficiles à opérer. La protonthérapie, pratiquée par le Prof. Dr Timmermann et son équipe au WPE, repose sur l'utilisation de protons, des particules chargées positivement qui possèdent une propriété unique. Contrairement à la radiothérapie conventionnelle, qui utilise des rayons X, les protons peuvent pénétrer de manière contrôlée jusqu'à un point défini dans les tissus avant de libérer leur énergie maximale. Ce processus permet aux experts de diriger le rayonnement avec précision vers la tumeur afin de préserver les tissus sains environnants. Le Centre de protonthérapie de l'Allemagne de l'Ouest à Essen (WPE) compte parmi les établissements de référence en matière de protonthérapie en Allemagne et dans le monde. Le Prof. Dr Timmermann et son équipe hautement qualifiée, composée de médecins spécialistes, de physiciens médicaux et d’assistants techniques en radiologie, travaillent en étroite collaboration pour planifier et mettre en œuvre la protonthérapie de manière personnalisée pour chaque patient. La coopération étroite avec d'autres cliniques et instituts de la médecine universitaire d'Essen garantit une prise en charge complète au plus haut niveau médical. La rédaction du Leading Medicine Guide a eu l'occasion de s'entretenir avec le Prof. Dr Timmermann afin de mieux expliquer la protonthérapie.

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La protonthérapie se distingue des méthodes de radiothérapie conventionnelles par la manière dont elle utilise des rayons à haute énergie pour détruire les cellules tumorales. La différence fondamentale réside dans le moment où la dose de rayonnement est délivrée dans le corps. Les méthodes de radiothérapie conventionnelles utilisent généralement des rayons X qui traversent le corps tout en libérant leur énergie de manière continue. Ces rayons perdent ainsi la majeure partie de leur énergie lors de leur passage à travers le corps. Cela signifie que la majeure partie de la dose de rayonnement est déjà délivrée avant d'atteindre la tumeur, les tissus sains situés en amont et en aval de la tumeur étant également exposés aux rayons.


Dans les années 1950, on a observé le comportement des protons, mais la technique devait encore se développer. Dans les années 1990, le premier accélérateur de protons a été installé dans un hôpital aux États-Unis ; en Europe, ce n’est qu’en 2009, et plus précisément en Allemagne, qu’il a été mis en service en 2010 à la clinique de Heidelberg.


« En protonthérapie, nous exploitons la propriété des protons de ne libérer leur énergie maximale qu’au sein même de la tumeur, avant de s’arrêter brusquement. Cela permet de préserver au maximum les tissus sains environnants », explique le Prof. Dr Timmermann au début de notre entretien. « Pour les tumeurs sarcomateuses et de nombreuses autres tumeurs, la protonthérapie peut donc offrir des avantages en permettant une irradiation plus précise et plus ciblée de la tumeur, tout en préservant les tissus sains environnants. Cela peut entraîner une réduction des effets secondaires à long terme et un meilleur contrôle de la tumeur. Selon la localisation de la tumeur, cela permet également de préserver des organes ou des nerfs très sensibles aux rayonnements et d’éviter les tumeurs secondaires induites par la radiothérapie. Cependant, la protonthérapie est une forme de radiothérapie spécialisée et très complexe sur le plan technique, qui n’est pas disponible partout. Une évaluation minutieuse et une discussion avec le médecin traitant sont donc nécessaires pour déterminer si la protonthérapie est l'option appropriée pour le traitement, par exemple, des tumeurs sarcomateuses », explique le Prof. Dr Timmermann.


Les tumeurs sarcomateuses, également appelées sarcomes, constituent un type particulier de tumeurs bénignes, mais souvent aussi malignes, pouvant se développer à partir du tissu conjonctif, des muscles, des os, des vaisseaux sanguins ou d’autres structures des tissus mous du corps. Contrairement aux carcinomes, plus fréquents, qui se développent à partir de tissus épithéliaux tels que la peau, le sein ou l’intestin, les sarcomes se développent à partir de tissus mésenchymateux.


La protonthérapie offre un certain nombre d'avantages potentiels aux patients atteints de tumeurs sarcomateuses par rapport à d'autres options thérapeutiques. 

Irradiation précise : la protonthérapie permet une irradiation précise et ciblée de la tumeur. Grâce au contrôle précis de l'énergie des protons, la dose de rayonnement peut être adaptée exactement à la tumeur, ce qui préserve les tissus sains environnants. Ceci est particulièrement important dans le cas des tumeurs sarcomateuses, qui se situent souvent à proximité de structures tissulaires sensibles. Cela permet de réduire le risque d'effets secondaires à long terme et de complications.

Réduction de l'exposition aux rayonnements : grâce à l'administration précise de la dose de rayonnement, il est possible d'appliquer des doses plus élevées, nécessaires à la destruction de nombreux sarcomes. 

Meilleur contrôle de la tumeur : grâce à l'irradiation précise de la tumeur, la protonthérapie peut contribuer à un meilleur contrôle de la croissance tumorale. Cela peut augmenter les chances d'une ablation complète de la tumeur et réduire le risque de récidive.

Environ 2 500 patients bénéficient d'une protonthérapie en Allemagne.
Environ 250 000 patients en auraient besoin.
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Comme la protonthérapie préserve les tissus sains environnants, elle peut réduire le risque d’effets secondaires à long terme tels que des lésions chroniques des organes, des tissus ou des structures. Cela est particulièrement pertinent lorsque la tumeur est située à proximité d’organes vitaux ou de tissus sensibles aux rayonnements. Les enfants en bénéficient tout particulièrement. En raison de la sensibilité accrue des enfants et des jeunes adultes aux rayonnements, les patients de cette tranche d’âge atteints de tumeurs sarcomateuses peuvent bénéficier de la protonthérapie. Grâce à la précision de l’irradiation en protonthérapie, le risque d’effets secondaires à long terme liés à la radiothérapie à un jeune âge peut être réduit. Une qualité de vie durable et aussi élevée que possible est un critère important, en particulier chez les enfants ayant une espérance de vie élevée. Les patients atteints de tumeurs de la base du crâne, de tumeurs des tissus mous et des os, de cancer des ganglions lymphatiques ou encore de cancer de la prostate bénéficient également de la protonthérapie », explique le professeur Timmermann, avant d’ajouter : « En Allemagne, seules quatre cliniques proposent la protonthérapie : à Essen, Dresde, Heidelberg et Marbourg. À Berlin, elle n’est proposée que pour les tumeurs oculaires. Il faut donc également tenir compte du trajet à parcourir pour le patient, car il faut généralement compter environ 30 séances réparties sur 6 semaines. Lorsque la radiothérapie est dispensée près du domicile, la vie quotidienne peut se poursuivre normalement, en fonction de la tumeur et des limitations individuelles liées à la maladie. Mais une personne résidant par exemple à Hambourg devrait s’organiser pour trouver un hébergement pendant la durée des séances de radiothérapie ambulatoires, qui durent environ 20 à 30 minutes par jour. En raison du nombre limité de centres, Essen est toutefois bien équipée pour accueillir les patients venant de loin et les aide à trouver un hébergement


Il est important de noter que le choix d’une méthode de traitement spécifique doit être pris au cas par cas et dépend de facteurs tels que le type de tumeur, son stade, sa localisation, les caractéristiques individuelles du patient et la disponibilité de la protonthérapie. Une évaluation approfondie et une discussion avec un oncologue ou un radiothérapeute spécialisé sont essentielles pour prendre la meilleure décision thérapeutique possible. En particulier pour les sarcomes, qui sont très rares et se subdivisent en plus de 100 sous-types différents, le traitement doit toujours être effectué dans un centre certifié spécialisé dans les sarcomes. 


Les rayons sont une entité méconnue

« En radiothérapie notamment, l’information du patient est particulièrement importante, car celui-ci a souvent du mal à se représenter ce que sont les rayons et leurs effets, ce qui lui fait peur. Il faut expliquer clairement aux patients que l’administration précise de la dose de rayonnement en protonthérapie permet de mieux contrôler la tumeur et de réduire le risque de complications. Le patient se rend très vite compte qu’une séance de protonthérapie se déroule de manière similaire à une radiographie », explique la spécialiste en radiothérapie et protonthérapie.

Les effets secondaires de la protonthérapie dans le traitement des tumeurs sarcomateuses sont similaires à ceux d’autres techniques de radiothérapie, mais diffèrent sur certains aspects ou par leur gravité. 

« Pendant le traitement, des effets secondaires aigus peuvent apparaître ; ils sont temporaires et disparaissent généralement à la fin de la thérapie. Il s’agit notamment de fatigue, de nausées, de diarrhées, de réactions cutanées (rougeurs, irritations), d’inflammations des muqueuses dans la zone traitée et d’une perte de cheveux temporaire ou permanente. Certains effets secondaires à long terme de la protonthérapie peuvent survenir, en particulier lorsque des tissus sains situés à proximité de la tumeur sont irradiés. Ceux-ci peuvent inclure des lésions au niveau des organes, des tissus ou des structures situés dans la zone irradiée. La nature exacte et l’ampleur des effets secondaires dépendent de divers facteurs, tels que la localisation de la tumeur et la dose délivrée aux tissus environnants. Il convient de noter que la radiothérapie n'est jamais administrée que sur la base d'une « indication justifiée ». Cela signifie qu'elle n'est recommandée que si ses bénéfices l'emportent sur les risques », précise le Prof. Dr Timmermann.

La radiothérapie peut sauver des vies

En principe, la destruction de la tumeur par protonthérapie est identique à celle obtenue par radiothérapie conventionnelle à photons. L'efficacité de la protonthérapie dépend de divers facteurs, notamment la localisation de la tumeur, sa taille, son grade, la présence de métastases et des facteurs individuels propres au patient. « La protonthérapie, comme toute autre forme de radiothérapie, peut toutefois être utilisée surtout lorsqu’une opération n’est pas possible ou qu’une ablation complète de la tumeur n’est pas possible en raison de son emplacement. Bien entendu, la radiothérapie ne doit pas systématiquement remplacer la chirurgie. Lorsqu’une tumeur est opérable, la chirurgie est généralement recommandée – je tiens ici à prendre la défense des chirurgiens. La chirurgie est une méthode extrêmement importante. La discussion sur la meilleure thérapie locale relève de la compétence du comité interdisciplinaire des tumeurs ; c’est là que le meilleur traitement possible pour le patient est déterminé au cas par cas », souligne le Prof. Dr Timmermann.


Radiothérapie d’un neurinome de l’acoustique

Certaines autres tumeurs, comme par exemple le neurinome de l’oreille (généralement bénin), peuvent également être traitées par protonthérapie. On peut souvent éviter une perte auditive en recourant à une radiothérapie de précision plutôt qu’à une ablation chirurgicale. Comme tout rayonnement ionisant comporte un risque de formation de tumeurs secondaires, il est particulièrement important de procéder à une évaluation individuelle en concertation avec le patient. Cette évaluation tient compte, entre autres, de la fonction auditive encore présente de l’oreille touchée et de l’oreille opposée. La protonthérapie comporte en principe également un risque de tumeurs secondaires, mais il existe désormais des données fiables qui démontrent que ce risque est nettement plus faible après une protonthérapie qu’après une irradiation par d’autres types de rayons courants.


Ces dernières années, des progrès significatifs ont été réalisés en matière de protonthérapie, notamment dans le traitement des tumeurs sarcomateuses. 

La technologie et les équipements utilisés pour la protonthérapie se sont améliorés, ce qui a permis des traitements plus précis et plus efficaces. Les installations modernes de protonthérapie offrent des techniques d'imagerie avancées telles que la radiothérapie guidée par l'image (IGRT) et les techniques de planification adaptative de la radiothérapie (ART) afin d'améliorer encore la précision de l'administration de la dose de rayonnement. « Je souhaiterais que davantage de personnes puissent bénéficier de la protonthérapie. Les patients devraient être encore mieux informés sur cette option thérapeutique. Et ensuite, les procédures des séances de traitement pourraient encore être améliorées afin de réduire le temps de planification d’une protonthérapie, ce qui permettrait au final de traiter davantage de patients », déclare avec optimisme le Prof. Dr Timmermann, concluant ainsi notre entretien.

Madame la professeure Timmermann, un grand merci pour cet aperçu approfondi du monde de la radiothérapie !