Il y a des tumeurs cancéreuses qui ne sont même pas chirurgicales, la chimiothérapie ou la radiothérapie traditionnelle peuvent guérir. Ces tumeurs résistantes contribuent à faire de la maladie l'une des principales causes de mortalité dans le monde, mais la communauté scientifique fourmille d'idées pour faire en sorte que les décès par cancer appartiennent au passé. Parmi les dernières innovations médicales et technologiques, les progrès de la thérapie par particules - le processus d'irradiation des tumeurs à l'aide de faisceaux de particules hautement énergétiques générés par un accélérateur de particules - permettent le traitement de tumeurs qui auraient autrement été fatales.

Plus que 10, 000 petits accélérateurs linéaires d'électrons (linacs) sont actuellement utilisés pour le traitement du cancer dans le monde. La plupart de ces machines s'appuient sur des faisceaux de photons générés par des électrons pour irradier leur cible. Certains, cependant, utiliser le faisceau d'électrons lui-même pour l'irradiation directe d'électrons à faible énergie, bien que cela ne puisse atteindre que les tumeurs superficielles. Ces méthodes diffèrent de l'hadronthérapie, une technique basée sur l'irradiation avec des protons ou des faisceaux d'ions lourds.

Un complément possible à l'hadronthérapie et à la thérapie électronique à basse énergie est l'utilisation de faisceaux d'électrons à haute énergie, qui peut pénétrer beaucoup plus profondément dans les tissus. Cependant, cette technique est rarement utilisée en raison du coût plus élevé et de la plus grande taille de l'accélérateur nécessaire pour les produire par rapport aux installations de photons. En outre, leur profil de profondeur est moins bien défini que celui obtenu avec des faisceaux de hadrons. Développements récents en accélération à gradient élevé pour les accélérateurs linéaires compacts, principalement portée par l'étude CLIC au CERN, ont commencé à changer l'histoire.

Une découverte récente pourrait constituer un pas supplémentaire vers l'utilisation de faisceaux d'électrons à haute énergie. Deux études impliquant les universités de Strathclyde et de Manchester ont été menées à l'accélérateur linéaire d'électrons pour la recherche (CLEAR) du CERN, une installation d'essai qui sert les efforts de recherche et de développement sur la technologie des accélérateurs. Les chercheurs ont testé une nouvelle technique d'irradiation impliquant des faisceaux d'électrons à très haute énergie (VHEE) concentrés sur un petit tache dense. En focalisant un faisceau VHEE avec une lentille électromagnétique à grande ouverture, ils ont établi que les particules pouvaient voyager à plusieurs centimètres de profondeur dans un fantôme d'eau (un grand seau d'eau utilisé pour les études sur le rayonnement) sans diffusion significative, c'est-à-dire tout en restant concentré sur un bien défini, volume ciblé. Un tel faisceau pourrait donc théoriquement être utilisé pour traiter des cellules cancéreuses profondes avec des dommages limités aux tissus environnants.

Il s'agit d'une nouvelle prometteuse pour la communauté des technologies médicales pour diverses raisons :les faisceaux VHEE produits par des linacs compacts en milieu clinique offriraient non seulement une alternative plus rentable aux autres thérapies par faisceau de particules, mais fourniraient également aux médecins un support très fiable, car leur diffusion dans les tissus hétérogènes est limitée. Ces facteurs pourraient considérablement élargir le bassin de patients éligibles à la thérapie électronique. En outre, Les faisceaux VHEE seraient compatibles avec la radiothérapie FLASH, une technique pour délivrer des particules hautement énergétiques aux tissus presque instantanément (en moins d'une seconde). Le CERN et le Centre Hospitalier Universitaire de Lausanne (CHUV) ont récemment uni leurs forces dans le but de construire une installation clinique à haute énergie pour la thérapie FLASH, avec des essais préliminaires à réaliser dans l'installation CLEAR.

Le faisceau VHEE ultra-focalisé est le fruit direct des progrès de la technologie d'accélération linéaire réalisés par l'étude CLIC au CERN. Elle atteste de la pertinence de ce domaine de recherche non seulement pour la physique des particules mais pour la société dans son ensemble. Bien que les faisceaux VHEE nécessitent plus de recherche avant de trouver des applications pratiques dans un cadre clinique, les résultats CLEAR contribuent à élargir le champ des possibilités de traitement du cancer.