«L'IMAGERIE fonctionnelle va avoir un rôle primordial pour guider le thérapeute dans ses choix de traitements et leur suivi» (1). Cette affirmation s'applique en particulier aux nouvelles techniques d'imagerie qui permettent d'évaluer la réponse aux traitements en cancérologie. Certaines d'entre elles ont atteint le stade des applications cliniques et commencent à être utilisées pour le suivi des patients.
Ces méthodes ont en commun de faire appel à l'imagerie fonctionnelle, alors que les méthodes d'imagerie conventionnelle mesurent la taille des lésions, conformément aux critères de l'OMS ou plus fréquemment maintenant aux critères RECIST (Response Evaluation Criteria in Solid Tumors) retenus depuis 2000 par les organismes de recherche en Europe, aux États-Unis et au Canada pour l'évaluation de la réponse aux traitements dans le cadre des essais cliniques. Ces critères, qui ne s'appliquent qu'aux tumeurs solides, comme leur nom anglo-saxon l'indique, sont fondés sur la mesure unidimensionnelle des lésions.
Caractéristiques moléculaires et fonctionnelles de la lésion.
Inversement, l'imagerie fonctionnelle évalue une caractéristique physiologique ou moléculaire de la lésion sans prendre en considération le volume tumoral. Cette caractéristique doit être distincte et mesurable et permettre ainsi de différencier le tissu tumoral du tissu sain, ou le tissu tumoral avant et après traitement. Bien entendu, la variabilité interindividuelle de la méthode envisagée doit être faible et sa reproductivité doit être suffisamment satisfaisante pour ne pas faire diminuer sa spécificité.
Outre la tomographie par émission de positons (TEP)*, les méthodes qui répondent à ce cahier des charges sont l'imagerie dynamique de la microcirculation, l'imagerie par résonance magnétique, scanner ou échographie (IRM appelée DCE-Imaging pour Dynamic Contrast Enhanced Imaging), l'IRM pondérée en diffusion et la spectroscopie par résonance magnétique nucléaire, souvent nommée MRS pour Magnetic Resonance Spectroscopy.
L'imagerie dynamique de la microcirculation permet l'étude de la vascularisation tumorale. Elle peut être réalisée par tomodensitométrie aux rayons X, par imagerie par résonance magnétique et par l'échographie. Dans tous les cas, l'examen a pour principe de suivre la distribution d'un agent de contraste après injection en bolus par voie veineuse. En effet, le produit utilisé se distribue dans les tissus par perfusion avant de traverser la paroi capillaire en fonction de sa perméabilité et de diffuser dans l'espace interstitiel. La concentration de l'agent dans le tissu est étudiée en fonction du temps, puis un modèle mathématique permet de déterminer des paramètres comme la perfusion tumorale, la perméabilité capillaire ou le volume sanguin tissulaire, par exemple. Ces paramètres sont modifiés très précocement sous l'effet des traitements, avant toute réduction du volume tumoral. Des travaux expérimentaux montrent que les modifications de la microcirculation pourraient être détectables dans les 24 heures qui suivent la première prise de médicament et qu'elles pourraient peut-être permettre de savoir si les patients seront répondeurs ou non (2). On note également des modifications précoces et localisées à une zone restreinte de la tumeur lorsqu'elle échappe au traitement après une période de réponse efficace.
L'IRM pondérée en diffusion, quant à elle, est une technique qui permet d'obtenir des images dont le contraste est influencé par les différences de mobilité des molécules d'eau. Cela est rendu possible en appliquant des gradients de diffusion dans la phase préparatoire d'une séquence d'IRM. Les molécules d'eau immobilisées dans un tissu tumoral très cellulaire, entre l'application des deux gradients, sont déphasées par le premier gradient et rephasées par le second, et elles émettent un signal, ce qui les distingue des molécules d'eau libérées après une mort cellulaire induite par un traitement cytotoxique. Des études cliniques ont montré que le coefficient de diffusion ainsi obtenu est inversement proportionnel à la réponse tumorale après radiothérapie. Cette méthode pourrait donc permettre de déterminer quels sont les patients qui répondront à ce traitement néoadjuvant. Elle pourrait aussi être utilisée dans le suivi de l'évolution tumorale et, à l'avenir, concurrencer le TEP-scan
Enfin, la spectroscopie par résonance magnétique nucléaire, ou MRS, est une technique qui permet de déterminer la composition métabolique d'un tissu, sans toutefois fournir d'information précise sur sa localisation. Elle peut détecter le signal émis par les atomes d'hydrogène ou de phosphore. La fréquence de résonance recueillie est fonction de « l'environnement moléculaire » de l'atome considéré, ce qui permet de différencier les molécules entre elles. Il a par exemple été montré que, après hormonothérapie, la régression des tumeurs prostatiques est décelable de cette manière.
Au total, de nombreuses techniques d'imagerie permettent d'évaluer précocement la réponse au traitement anticancéreux par des méthodes non morphologiques, mais fonctionnelles. Les études actuellement disponibles sont toutefois encore préliminaires et doivent faire l'objet d'une évaluation clinique.
D'après un entretien avec le Pr Charles-André Cuenod, radiologie, laboratoire de recherche en imagerie EA4062/ Paris-V-Descartes, hôpital européen Georges-Pompidou, Paris. (1) Fournier LS, Cuenod CA, Clément O, Frija G. Évaluation de la réponse au traitement par imagerie fonctionnelle. Cancer Radiother 2006;10(6-7):484-7. (2) Fournier LS, et coll. MR monitoring of cyclooxygenase-2 inhibition of angiogenesis in a human breast cancer model in rats. Radiology 2007;243(1): 105-11.
* L'évaluation des thérapeutiques ciblées par la tomographie par émission de positons fait l'objet d'un article page 7.
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