(Phys.org) — La radiothérapie par microfaisceau (MRT) est extrêmement prometteuse pour les patients cancéreux grâce à sa capacité à détruire les cellules tumorales tout en protégeant les tissus sains environnants. Pourtant, la recherche sur son utilisation clinique a été limitée par la taille de la technologie requise pour générer les faisceaux. Jusqu'à maintenant, l'administration de la MRT nécessitait des accélérateurs d'électrons massifs appelés synchrotrons. Mais avec un nouvel émetteur de microfaisceaux développé à l'Université de Caroline du Nord à Chapel Hill, la technologie a été réduite, ouvrir les portes de la recherche clinique.

Dans une étude publiée en ligne par Lettres de physique appliquée , une équipe multidisciplinaire dirigée par le professeur de physique Otto Zhou, Doctorat; Professeur agrégé de radio-oncologie X. Sha Chang, Doctorat; et le professeur de physique Jianping Lu, Doctorat, construit un dispositif utilisant la technologie de réseau de sources de rayons X à base de nanotubes de carbone développée à l'UNC qui peut générer un rayonnement de microfaisceaux avec des caractéristiques similaires à celles des faisceaux générés par le rayonnement synchrotron. Des chercheurs des sciences appliquées et de la radiologie de l'UNC ont également participé à cette étude.

Zhou, membre de l'UNC Lineberger Comprehensive Cancer Center, souligne plusieurs études qui ont montré que le rayonnement par microfaisceau détruisait les tumeurs et augmentait la survie jusqu'à un facteur dix chez les animaux porteurs de tumeurs cérébrales traités avec la technique. Bien que le potentiel de la technologie ait été prouvé, l'infrastructure massive nécessaire pour entreprendre les études a empêché la recherche d'être recherchée pour une utilisation clinique.

"L'innovation ici, ce que nous avons fait à l'université, est de construire un équipement compact, potentiellement utilisable dans un hôpital et ayant une valeur thérapeutique similaire. Le fait que le microfaisceau puisse délivrer l'effet de rayonnement est connu, les expériences ont été faites, mais l'utilisation de l'équipement basé sur le synchrotron n'est pas pratique, " dit Zhou.

La radiothérapie en usage clinique actuel baigne uniformément les tumeurs dans des radiations à haute dose, mais la toxicité du rayonnement limite la taille des tumeurs qui peuvent être traitées en toute sécurité. MRT dose la zone avec de minces plans de rayonnement parallèles, jusqu'à quelques centaines de microns de largeur, créant un motif rayé d'irradiation à travers la tumeur. Lors de tests avec des animaux de laboratoire, cette approche conduit à une toxicité plus faible et à la capacité d'administrer en toute sécurité une dose beaucoup plus élevée pour traiter les tumeurs radiorésistantes telles que les tumeurs cérébrales.

L'équipe a déjà montré que leur appareil MRT compact peut générer des doses et une distribution de rayonnement similaires chez les animaux de laboratoire, comme le montrent les études basées sur le synchrotron, capable de délivrer avec précision le rayonnement du microfaisceau au site de la tumeur cérébrale chez la souris. Avec cette connaissance, ils ont commencé à travailler pour déterminer si les animaux traités avec leur appareil présentent les mêmes bénéfices thérapeutiques que ceux des études synchrotron. Cela permettrait aux chercheurs de l'UNC et d'ailleurs de commencer le niveau de recherche sur la MRT nécessaire pour prouver qu'elle peut être bénéfique pour les patients humains.

« Imaginez simplement quel pourrait être l'impact clinique potentiel. Dans de nombreux cas de cancer du cerveau chez les enfants, normalement le pronostic n'est pas bon. La toxicité des rayonnements pour les tissus en développement est beaucoup plus grave que pour les adultes. Ce rayonnement peut contrôler la tumeur, mais il n'endommage pas les tissus normaux. Il a un grand potentiel pour l'application clinique, " dit Chang, membre de l'UNC Lineberger.

En raison de la capacité limitée des chercheurs à étudier les effets de la TRM, on sait peu de choses sur les raisons pour lesquelles le rayonnement détruit les tumeurs, mais ne cause que des dommages minimes aux tissus environnants. Un émetteur MRT plus compact permettrait à un plus grand nombre de chercheurs d'accéder à la technologie et stimulerait un plus grand niveau de recherche sur l'interaction entre le rayonnement et la biologie, selon Lu.

"L'un des objectifs de la recherche est de comprendre pourquoi cela fonctionne, " dit Lou.