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Chirurgie : Une sonde innovante qui traque la moindre cellule maligne !

17 opérations à crâne ouvert ont eu lieu en 2014 à l'Institut et l'hôpital neurologiques de Montréal. Mais pour le neurochirurgien Kevin Petrecca, il ne s'agissait pas d'ablations de tumeur comme les autres. Pour la première fois, il disposait en temps réel d'une information lui indiquant, simplement en approchant une sonde, si les tissus qu'il s'apprêtait à éliminer étaient bien cancéreux.

Or cette information est précieuse : elle permet aux chirurgiens de s'attaquer à toutes les cellules tumorales, et seulement à elles. Elle met fin au dilemme qu'ils rencontrent à chaque opération. Ils savent en effet qu'ils n'éviteront la rechute à coup sûr que s'ils extraient la totalité des cellules cancéreuses. Mais aussi qu'ils ne doivent pas trop en faire : chaque ablation risque de priver le patient de fonctions vitales, notamment si la tumeur est logée dans le cerveau près de zones motrices ou cognitives critiques.

L'outil à l'origine de cette percée médicale est une sonde, qui émet et capte de la lumière, et qui est reliée à un spectromètre. Le dispositif exploite l'effet Raman, un décalage entre les longueurs des ondes reçues par un substrat et celles qu'il réémettra après que le rayonnement aura été réfléchi et diffusé à son contact.

"Nous illuminons les tissus avec une source monochromatique, un laser, dont l'énergie est captée par les molécules dont les liaisons se mettent à vibrer", explique Frédéric Leblond, l'un des concepteurs de la sonde, chercheur à Polytechnique à Montréal et au Centre de recherche du Centre hospitalier de l'Université de Montréal. "Ces molécules réémettent ensuite l'énergie reçue, mais à des longueurs d'onde légèrement différentes. Nous utilisons une caméra supersensible pour détecter les longueurs d'onde réémises".

Leur dispositif se présente sous la forme d'une sonde de la taille d'un stylo fin. À l'intérieur circulent des fibres optiques. L'une d'elles conduit un laser à 785 nanomètres (dans le proche infrarouge) pour illuminer les tissus à analyser. Les autres conduisent le signal renvoyé jusqu'à un détecteur spectroscopique, lui-même relié à un ordinateur dont l'écran affiche, en temps réel, les spectres récoltés.

Mais ce qui intéresse le chirurgien, ce ne sont pas ces spectres, trop compliqués à analyser à l’œil nu. L'information principale lui est donnée par un algorithme. Préalablement confronté à de nombreux spectres de tissus sains et cancéreux, cet algorithme a lui-même défini des critères lui permettant de classer tout nouveau spectre rencontré dans l'une ou l'autre catégorie. Le résultat de ses calculs est affiché, en moins de 0,2 seconde, sous forme d'une couleur (rouge pour un tissu cancéreux, vert pour un tissu sain) et d'un chiffre quantifiant le niveau de confiance associé au résultat.

En 2014, l'équipe a testé le système sur 17 patients souffrant d'un gliome, c'est-à-dire d'un cancer du cerveau, à différents stades d'avancement (grade 2 à 4, le maximum). Le chirurgien opérait de manière traditionnelle, prenant la décision d'extraire des tissus sur la base de l'IRM effectuée la veille, et de l'aspect des tissus et des cellules observées au microscope chirurgical.

Mais il prit également le temps de balayer les tissus malades avec la sonde Raman, enregistrant un ensemble d'environ 10 points de mesure par patient, au niveau desquels il prélevait un petit échantillon de cellules. Ces prélèvements ont été par la suite analysés afin de déterminer la présence ou non de la maladie.

Premier constat : il y a des différences entre les spectres Raman enregistrés au niveau des tissus densément peuplés de cellules cancéreuses, plus légèrement atteints ou sains. Les pics correspondant à des longueurs d'onde de vibration des liaisons des molécules de cholestérol ou de phospholipides sont par exemple un peu moins hauts dans le spectre des tissus cancéreux.

En revanche, dans les bandes correspondant aux acides nucléiques composant l'ADN, les pics montent légèrement plus haut que dans les autres spectres.(…) S'ils sont confirmés, les travaux de l'équipe québécoise pourraient marquer une nouvelle ère dans le traitement chirurgical du cancer.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

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