Utilisée par plus de la moitié des patients atteints d’un cancer, la radiothérapie utilise une large gamme d’énergie en irradiant les tissus biologiques cancéreux mais aussi malheureusement les cellules saines. Une étude internationale publiée dans la revue Nature ouvre une piste vers un ciblage plus fin et beaucoup plus efficace des radiothérapies.

Dans leur expérimentation, les chercheurs ont montré qu’il est possible de produire une quantité importante d’électrons de basse énergie dans l’environnement immédiat d’un atome cible. On parle alors de phénomène de résonance.

Dans un environnement vivant, ces électrons de basse énergie sont capables d’induire la rupture d’un double brin d’ADN voisin souligne les chercheurs du CNRS Or, les cellules vivantes, dont les cancéreuses, n’ont en général que la capacité de réparer les dommages causés sur un seul brin d’ADN, mais pas lorsque ces dommages touchent le double brin. Par ce processus, on peut donc envisager de cibler les cellules cancéreuses pour les détruire.

L’excitation résonante

L’irradiation de tissus biologiques en radiothérapie se faisant sur une large gamme d’énergie, l’avantage d’utiliser une radiation d’énergie finement choisie afin de provoquer une émission résonante des électrons est double : les rayons X pénètrent profondément dans les tissus mais seuls des atomes précis au sein de molécules choisies, administrées préalablement de façon à cibler les cellules cancéreuses sont ainsi excités, et les tissus sains plus éloignés ne sont pas affectés par l’irradiation.

De plus, l’excitation résonante est dix fois plus efficace que l’excitation non résonante produite par une irradiation moins spécifique. La dose totale d’irradiation peut ainsi être considérablement réduite.

Ces résultats ont pour l’instant été obtenus sur de petites molécules constituées de moins de cinq atomes. Les chercheurs proposent maintenant de tester ce processus de production d’électrons sur des molécules plus complexes, contenant plusieurs centaines, voire des milliers d’atomes comme les molécules constituant les cellules vivantes.

10 fois plus efficace

À terme, le but est de produire de tels électrons, toxiques pour l’ADN, au sein de cellules cancéreuses. Pour ce faire, les chercheurs envisagent d’irradier les tissus avec des rayons X ayant l’énergie adaptée, après marquage des cellules cancéreuses par un atome-cible.

Les résultats obtenus par des chercheurs français du Laboratoire de chimie physique – matière et rayonnement (CNRS/UPMC), en collaboration avec des scientifiques allemands et américains ouvrent des perspectives encourageantes pour de futurs traitements plus ciblés de radiothérapie. Grâce à l’excitation résonante, 10 fois plus efficace que l’excitation non résonante produite par une irradiation moins spécifique, la dose totale d’irradiation peut être considérablement réduite.