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Cancer : des ultrasons pour rendre le cerveau perméable aux traitements

La barrière physiologique qui protège le cerveau des infections limite aussi très fortement la diffusion des traitements de chimiothérapie chez les patients atteints de tumeurs cérébrales. Des chercheurs français ont présenté ce 15 juin les résultats d'un essai clinique dans lequel ce filtre est rendu perméable de façon transitoire grâce à l'action d'ultrasons.

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À gauche, le schéma d'implantation du dispositif. À droite, le matériel utilisé pour l'intervention. (crédits : Alexandre Carpentier et al., Sci Transl Med 2016;8:343re2)

Notre cerveau est extrêmement bien protégé des substances dangereuses qui circulent dans le sang, grâce à une couche de cellules spécialisées qui tapisse les capillaires sanguins et agit comme un filtre très sélectif (voir encadré). Là où cette barrière est dressée, rien ne passe… y compris les molécules à fonction thérapeutique des chimiothérapies.

On désigne sous le nom de barrière hémato-encéphalique la frontière physiologique entre la circulation sanguine et le système nerveux central.

Ce filtre très sélectif isole et protège le cerveau des substances indésirables (toxines, hormones, pathogènes présents dans le sang) mais permet, d’une part, le passage de nutriments indispensables à son fonctionnement et, d’autre part, l'évacuation des déchets conséquents à ce fonctionnement.

Pour l’essentiel, cette barrière se situe à l’intérieur des capillaires sanguins, et prend la forme de cellules reliées entre elles par des tissus très intriqués, qui assurent l'étanchéité de l'ensemble.

Si une tumeur cérébrale cancéreuse est identifiée, l'option principale est l'acte neurochirurgical. Mais pour éviter les récidives, des séances de radiothérapie ou de chimiothérapie sont prescrites. Pour la raison évoquée plus haut, l'efficacité de cette dernière option est souvent limitée. Seule une très faible portion de molécules mises en circulation franchit le filtre. Augmenter les doses de traitement en circulation n'est pas envisageable, car il deviendrait dangereux pour les autres parties de l'organisme.

Depuis de nombreuses années, des chercheurs s'interrogent sur la meilleure manière de rendre ce filtre perméable de façon très transitoire. En France, l'idée d'utiliser des ultrasons pour distendre les mailles de ce filtre, de façon très ciblée, a pris forme.

En juillet 2014, des équipes des services de neuro-oncologie de l'hôpital La Pitié-Salpêtrière (AP-HP) et de l'Institut du Cerveau et de la Moelle (ICM) ont mis en place un essai clinique, enrôlant une vingtaine de patients en situation de récidive de tumeur cérébrale maligne. L'outil employé est un appareil baptisé SonoCloud®. "Implanté dans l’épaisseur du crâne, ce dispositif est activé quelques minutes avant l’injection intraveineuse du produit", explique l’AP-HP dans un communiqué diffusé ce 15 juin. "Deux minutes d’émission d’ultrasons suffisent à perméabiliser temporairement la BHE pendant 6 heures, permettant ainsi une diffusion de la molécule thérapeutique dans le cerveau cinq fois plus importante que d’ordinaire." La barrière hémato-encéphalique "se referme spontanément" au bout de six heures, précise le communiqué.

Les résultats de l'essai clinique publiés dans la revue Science Translational Medicine sont jugés très encourageants par les auteurs. Ils soulignent "[qu’]aucun effet secondaire n’a été détectable par IRM ou durant l'examen clinique. Nos résultats préliminaires indiquent que l'ouverture répétée de la barrière hémato-encéphalique par l’utilisation de ce système d'ultrasons pulsés, en combinaison avec une injection [de chimiothérapie], est sûre et bien tolérée chez les patients […], et a le potentiel d'optimiser l’administration de chimiothérapies dans le cerveau."

Les chercheurs notent que, dans la littérature médicale, les récidives des tumeurs chez les patients de même profil sont constatées après deux mois en moyenne, les participants à leur essai "ne présentaient aucun signe de récidive quatre mois après le traitement". Le faible nombre de personnes enrôlées dans l’étude incite toutefois à interpréter cette observation avec prudence.

Selon le Pr Alexandre Carpentier, coordinateur de l'étude, cette méthode "offre un espoir dans le traitement des cancers du cerveau, mais aussi d’autres pathologies cérébrales, comme potentiellement la maladie d’Alzheimer, pour lesquelles les molécules thérapeutiques existantes peinent à pénétrer dans le cerveau. Cette technique doit continuer son processus d’évaluation pour envisager un passage en routine clinique dans quelques années".

Source : Clinical trial of blood-brain barrier disruption by pulsed ultrasound. A. Carpentier et al. Science Translational Medicine. 15 juin 2016 doi: 10.1126/scitranslmed.aaf6086