Aqui.fr - Une publication d'Aqui!Presse Aqui.fr - Partageons l'information en Nouvelle-Aquitaine et bien au delà

Société | L'Europe d'Aqui! : un nouvel outil pour détecter le cancer du sein

Alphanov

Quelques mois avant les élections Européennes, la rédaction d'aqui.fr a décidé de se pencher, au travers d'une série de sujets, sur des exemples concrets de projets financés à l'aide des fonds européens sur le territoire de la vaste Nouvelle-Aquitaine. Cette semaine, nous nous intéressons plus particulièrement à une nouvelle technique innovante utilisant la technologie laser et les rayons X dans l'imagerie médicale pour détecter de manière plus précoce les cancers du sein. Le projet, baptisé XPulse, a démarré en 2017 et s'étale sur cinq ans. Focus sur ses ambitions avec son coordinateur au sein de l'institut Alphanov de Talence.

Solide écosystème

En octobre dernier, le français Gérard Mourou a fait partie, aux côtés d'un américain (Arthur Ashkin) et d'une canadienne (Donna Strickland) des chercheurs récompensés par le prix Nobel de physique. Ce physicien a contribué à mettre au point en 1985 une technique visant à augmenter considérablement la puissance des lasers. C'est en partie grâce à ses recherches que Bordeaux a pu, en une vingtaine d'années, se tailler une réputation solide dans le domaine des lasers à impulsion de haute puissance. Cette technologie est utilisée dans la recherche fondamentale (notamment l'évolution de la matière) ou dans le domaine de la santé comme, par exemple, la chirurgie de la cornée (technique du Lasik qui a vu le jour aux États-Unis). Pour simplifier, si les lasers femtosecondes (un millionième de milliardième de seconde) n'ont pas été inventés par le chercheur et son élève Donna Strickland, leurs avancées ont permis de concentrer une énorme quantité d'énergie dans des impulsions lasers très courtes. Si on vous parle de ce scientifique et de ses recherches très complexes, c'est parce que le projet que nous allons vous présenter est une application concrète et directe de ces résultats. Son nom : XPulse. Son objectif en une phrase : développer un système d'imagerie médicale par rayons X (générée par lasers) permettant la détection précoce du cancer du sein. 

 

 
Untitled dashboard
Infogram

Pour pouvoir détailler de manière plus précise le projet, il faut rendre visite à son coordinateur, Aboubakr Bakkali, au centre technologique optique et laser AlphaNOV, basé au sein de l'Institut d'Optique d'Aquitaine de Talence. En guise d'introduction, ce dernier nous précise que "le projet a commencé avec la volonté de la région de créer des applications autour des développements de laser réalisés ici depuis l’installation du laser Mégajoule. Il y a une vraie expertise dans la région sur les systèmes lasers". La Nouvelle-Aquitaine est en effet leader dans le domaine de l'optique et des lasers grâce à l'installation au Barp du laser Mégajoule en 1995, à ses laboratoires dédiés et à son écosystème industriel local. AlphaNOV est ainsi une émanence directe du CELIA (Centre de Lasers Intenses et Applications). Les sociétés créées par ces deux organismes ont donné naissance au pôle de compétitivité "Route des Lasers", officiellement labellisé en 2005.  Dans la volonté d'Alphanov de développer des applications industrielles autour des sytèmes lasers, une alliance a été créée en décembre 2015. Baptisée Alliance Technologique Laser Santé, elle est aujourd'hui composée de six acteurs importants de la filière : AlphaNOV, Amplitude Systèmes, CELIA, Imagine Optic le CEA Cesta (département des lasers de puissance) et l'institut Bergonié. L'alliance en question développe trois projets en parallèle : LEAP, Convergences et... XPulse donc.

État des lieux

Si le projet XPulse est facilement résumable en peu de mots, c'est en entrant dans les détails que ça se complique un peu. "En fait, on cherche à améliorer le diagnostic en imagerie mammographique. Ce dernier a atteint un certain niveau de performances qu’il ne peut plus dépasser. On cherche donc à s’orienter vers différentes méthodes de diagnostics, toujours avec des rayons X mais spécifiques : ils vont avoir des performances différentes de ceux qu’on utilise habituellement. Leur source est comparable à celle que l’on peut avoir sur de grosses installations scientifiques comme les synchrotrons. On va s’approcher un peu des performances de ces sources, qui sont de grosses machines". Et le mot n'est pas galvaudé : l'équipement de Grenoble, par exemple, fait 320 mètres de diamètre et 844 mètres de circonférence. Actuellement, les mammographes sont basés sur l'utilisation des tubes à rayons X, des systèmes dont l'utilisation est restée inchangée depuis sa création. Mais cette technique a ses limites, comme l'explique le responsable du projet XPulse. "Aujourd’hui, on n’est pas capable de déceler des tumeurs dans le sein à des stades très précoces. Le traitement devient de plus en plus complexe. Or, plus on traite les maladies à des stades précoces, plus le traitement va être efficace. Mais pour faire ça, il faut diagnostiquer à des stades précoces et donc être capables d’identifier des tissus cancéreux quand ils sont à des tailles millimétriques. L'imagerie mammographique actuelle n'est pas en capacité de détecter des micro-calcifications ou des micro-tumeurs. C’est l’ambition du projet", résume Aboubakr Bakkali. 

Synchrotron Grenoble

Vue aérienne du synchrotron européen de Grenoble

"La complexité des tumeurs du sein, c’est que l’imagerie par rayons X différencie les densités", poursuit Aboubakr Bakkali. "Quand vous faites une radio X de votre bras, on va voir les différents tissus qui n’ont pas la même densité avec des contrastes différents dans l’image. Quand on est sur un organe où il y a une certaine homogénéïté des tissus comme le sein, on a beaucoup de mal à différencier les tissus cancéreux des tissus sains, surtout quand ils sont tout petits parce qu’il n’y a pas de grosse différence de densité. Pour pouvoir utiliser cette technique, qui donne un meilleur contraste sur deux tissus même quand ils sont de densité très proches, on a besoin d’avoir des sources comme les synchrotrons. Elles n'ont jamais pu être utilisées dans le domaine médical parce qu'on n'a pas encore trouvé de source qui convienne. XPulse a l'ambition d'apporter une source plus petite, qu’on puisse la poser sur une table. Pour le moment, ça va être une grosse table, mais on veut pousser pour que ce soit une technologie accessible au milieu clinique". Des faisceaux de rayons X ponctuels et puissants serviraient donc à produire des images radiologiques différentes des techniques actuelles, avec un contraste et une résolution d'image améliorés, et donc un meilleur diagnostic (ce qui signifierait également une réduction des doses de rayons X reçues par les patientes examinées). L'enjeu est de taille : lorsque le cancer est détecté à un stade précoce, le taux de survie à cinq ans se situe entre 80 et 90% contre moins de 30% lorsque le diagnostic a lieu à un stade avancé. En 2017, la participation des femmes au dépistage, en baisse depuis plusieurs années, tournait autour des 50% : c'est plus qu'en 2000 (30%) mais moins qu'au début des années 2010 (quasiment 53%).

Made in XPulse

Alors que des doutes ont émergé dans l'opinion publique sur l'efficacité des dépistages et de ses conséquences sur les patientes, XPulse ambitionne également d'améliorer le diagnostic. "Lorsqu'on fait une mammographie, on a besoin d’écraser le sein pour avoir le moins d’épaisseur possible. Plus le sein est épais, moins on peut différencier les tissus. L'un des objectifs d'XPulse est aussi d'enlever cette compression, peu confortable pour la patiente. Elle serait allongée sur le ventre avec un système d’imagerie tomographique (reconstruction du volume d'un objet à partir de mesures effectuées d'un point de vue extérieur). On ferait de l’imagerie 2D, comme une radio, à laquelle on ajouterait un système de scanner qui prendrait des clichés autour du sein pour réussir à faire une image du volume. Elle permettrait de positionner les choses dans le volume, parce que toutes les épaisseurs ne sont pas posées sur la même phase. En gros, on veut essayer de libérer ce problème d’inconfort et réaliser une image 3D du sein". Le projet XPulse, démarré en 2017, est divisé en plusieurs lots, comme l'explique Aboubakr Bakkali. "Alphanov coordonne, on est le systémier, on va regrouper tous les éléments pour en faire un système d’imagerie unique. On développe le système qui va faire la conversion (système de cible). Amplitude va développer la source laser, le laboratoire CELIA va travailler sur la conversion de l’énergie laser en énergie X (laser focalisé sur une cible générant des rayons X) et l'optimiser pour avoir un maximum d’efficacité de conversion. Imagine Optics travaille sur le système d'imagerie par contraste de phase (évoqué plus haut). L'Institut Bergonié, lui, se concentre sur l'application purement médicale d'XPulse : l'analyse des images via les deux procédés (contraste de phase et systèmes d'imagerie actuels) et l'évaluation de la dose de rayons X à appliquer, notamment".

imagerie par contraste de phase

Voici la comparaison d'une imagerie à rayons X par contraste de phase (à droite) par rapport à l'imagerie traditionelle sur... un scarabée. 

Depuis 2017, les choses ont avancé pour XPulse, dont la durée initiale table toujours sur cinq ans. La société Imagine Optic a mis au point un premier protoype de détecteur de phases. "La partie expérience avance", confirme Aboubakr Bakkali. "Cette année, une salle va être installée au sein de l’institut de bio-imagerie (IBIO) du CHU de Bordeaux, à l'hôpital Pellegrin. Dans cette salle, qui est en fait un nouveau bâtiment en bas du tripode, on va installer le premier système XPulse. La position de ce bâtiment est intéressante parce qu’on à accès à la fois au clinique et au pré-clinique (animalerie), pour pouvoir faire des tests sur de petits animaux". Car c'est bien là la finalité première d'XPulse : valider le fait que la détection des cancers du sein peut-être plus précoce et le diagnostic plus efficace grâce à ce nouveau procédé issu des technologies lasers afin de lancer les tests pré-cliniques sur des souris ou des rats. "Les test cliniques sur des patientes se feront après la fin du projet XPulse parce qu'on a besoin de développer des collaborations avec des systémiers de l’imagerie médicale (...) On va occuper une centaine de mètres carrés au sous-sol, on y sera une grande partie du temps. Tout le monde va tester ses propres systèmes au même endroit. Il y aura une première phase de développement technique puis une seconde phase de test sur des échantillons. Une partie des équipements du labo va être transférée à l’institut de bio-imagerie. On fait tout ça pour valider le système, démontrer que l’imagerie de phase est plus efficace que l’imagerie classique". Cette validation s'effectue sur des objets "fantômes" (des objets tests utilisés en radiologie pour effectuer un contrôle qualité), outils standards de radiographie.

Ce n'est qu'après des tests cliniques concluants que XPulse pourra ambitionner d'industrialiser son système et l'installer à l'intérieur des hôpitaux. Cette collaboration inter-secteurs est un des signes distinctifs de ce projet qui a été porté par les financements de la région Nouvelle-Aquitaine (700 000 euros) et de Fonds Européen de Développement Régional (5,4 millions d'euros) pour une enveloppe globale de sept millions d'euros sur une première tranche qui doit s'achever fin 2019, le reste étant de l'autofinancement. Au total, selon le directeur d'AlphaNOV, Benoît Appert-Collin, "l'assiette globale" du projet XPulse représente environ treize millions d'euros. A termes, les recherches des trois différents projets du consortium visent d'ailleurs à se rejoindre. XPulse n'est pourtant qu'une piste parmi d'autre dans le domaine de la détection précoce du cancer du sein. Certaines, comme la thérapie photo-dynamique ou les tests prédictifs, sont déjà en application. Ces derniers ont reçu un avis défavorable de la Haute Autorité de Santé vis-à-vis de leur remboursement, cette dernière jugeant le niveau de preuve apporté insuffisant. Les promesses d'XPulse en termes d'imagerie médicale font donc partie d'un panel de recherches plus large et aux spectres variés dont le but reste le même : combattre une maladie qui touche 59 000 nouveaux cas en France et provoque environ 12 000 décès par an.

Romain Béteille
Romain Béteille

Crédit Photo : RB

Publié sur aqui.fr le 18/02/2019