La protonthérapie n’est pas une radiothérapie pour tous les cancers. À Orsay, dans l’Essonne, elle sert surtout lorsque viser juste change réellement la balance du traitement: certaines tumeurs de l’œil, des chordomes et chondrosarcomes de la base du crâne ou du rachis, des tumeurs pédiatriques, parfois des situations où les organes voisins laissent très peu de marge.
C’est le point à garder en tête avant de lire l’annonce scientifique venue de Saclay. Le CEA-IRAMIS ne dit pas qu’un nouveau traitement arrive. Il ne dit pas non plus que la protonthérapie va s’étendre demain à tous les cancers. Il apporte une pièce à une question plus difficile: comment relier plus finement la dose déposée par un proton à l’effet biologique qu’elle produit?
Le centre de protonthérapie de l’Institut Curie, installé à Orsay, est l’un des trois sites français avec Nice et Caen. Curie le présente comme troisième centre mondial en nombre global de patients traités et premier pour les tumeurs ophtalmiques. Pour les mélanomes de l’œil, l’expérience d’Orsay est ancienne et documentée: une série publiée sur 1 406 patients traités entre 1991 et 2001 rapportait un contrôle local de la tumeur de 96 % à cinq ans. Le chiffre est fort, mais il doit être lu correctement: il parle du contrôle de la tumeur dans l’œil, pas d’une guérison garantie, ni d’une vision toujours préservée, ni d’une absence de métastases.
La force de la protonthérapie vient de sa géométrie. Contrairement aux photons de la radiothérapie classique, les protons déposent l’essentiel de leur énergie à une profondeur donnée, près de la tumeur, puis s’arrêtent. Ce maximum de dépôt d’énergie, le pic de Bragg, permet d’épargner davantage les tissus situés au-delà de la cible. C’est précieux dans un œil, près du cerveau, de la moelle épinière ou chez un enfant, où réduire la dose reçue par le reste du corps peut compter pendant des décennies.
Mais cette précision physique ne suffit pas à trancher toutes les questions. Une dose bien placée doit encore produire l’effet attendu dans les cellules. C’est là que la mesure de Saclay prend son intérêt. Quand un proton traverse l’eau, il déclenche des réactions qui font apparaître des espèces très réactives, notamment l’électron hydraté et le radical hydroxyle. Le vivant étant largement constitué d’eau, cette chimie compte dans les effets des rayonnements.
Le travail du CEA-IRAMIS consiste à observer cette production de radicaux dans les derniers millimètres du trajet des protons, là où se trouve le pic de Bragg. La zone est minuscule, de l’ordre de 1 à 2 mm, et les conditions y changent très vite. Les chercheurs ont utilisé un dispositif optique à faisceau de fibres pour atteindre une résolution d’environ 280 micromètres dans l’eau, avec un faisceau de protons de 62 MeV.
Le résultat utile pour le lecteur n’est pas le détail de chaque réaction. Il est plus simple et plus important: près de la fin de course, la chimie ne suit pas docilement la courbe de dose. Les rendements radicalaires diminuent d’abord quand l’énergie déposée augmente, atteignent un minimum près du pic de Bragg, puis remontent partiellement juste après. Autrement dit, le proton ne laisse pas seulement “plus” ou “moins” d’effet selon la dose. La manière dont il ralentit modifie aussi la chimie locale.
C’est cette couche qui peut, à terme, améliorer les modèles de radiobiologie et la planification des traitements. Pas en remplaçant les données cliniques, mais en rendant moins approximatif le passage entre ce que la machine délivre et ce que les tissus reçoivent vraiment. Les nouvelles indications de protonthérapie, notamment hors des cas les plus reconnus, restent discutées et doivent être évaluées cliniquement. Pour les ouvrir sérieusement, il faut savoir non seulement où va le proton, mais ce qu’il provoque à l’endroit où il s’arrête.
Entre Orsay et Saclay, l’Essonne tient donc les deux bouts du problème: un centre où cette médecine de précision traite déjà des patients soigneusement sélectionnés, et des laboratoires qui cherchent à comprendre ce que cette précision produit à l’échelle invisible. La promesse n’est pas un miracle thérapeutique. Elle est plus exigeante: mieux mesurer pour mieux prédire.