Technique innovante, la protonthérapie est au coeur d'une dynamique internationale de recherche et développement participant à l'évolution des connaissances et à leur diffusion.

Le volume important de publications sur la potonthérapie dans des revues internationales prestigieuses est un indicateur de l'excellent niveau des recherches conduites au centre de Protonthérapie au sein du département de Radiothérapie de l'Institut Curie.

Regis FerrandLe point avec Regis Ferrand, directeur de projet

Des robots pour positionner le patient « Depuis plus de 15 ans, le centre développe des systèmes de robotiques pour positionner le patient. En 1995, il a été le premier centre à s’équiper d’un positionneur basé sur un « vrai » robot industriel médicalisé permettant d’automatiser  entièrement cette étape » raconte Régis Ferrand. Il est donc logique que cette expertise unique continue à être mise à profit au sein du nouveau centre. Des améliorations continues sont amenées par l’équipe technique du centre sur les systèmes de positionnement au niveau des robots, des systèmes de contention ou de repérage temps réel du patient.
En parallèle, le projet ANR « Positionnement  robotisé du patient en protonthérapie et radiothérapie » (POROS) vise à démontrer la pertinence de se baser sur les robots industriels pour développer les futurs systèmes de positionnement en protonthérapie et radiothérapie.
Ces systèmes pourront par la suite être étendus à la radiothérapie classique. La première étape de ce projet concernera l’optimisation d’un nouveau robot industriel de façon à  accroître sa précision et sa capacité à répéter le même positionnement au millimètre près. Dans un deuxième temps, il s’agira d’améliorer le système de commande du robot. Puis la dernière étape concernera la pré-industrialisation de ce système. Ce projet planifié sur 3 ans réunit des partenaires industriels développeurs de robot (AS2I, ARIPA, FANUC) et développeur de logiciels dédiés à la planification de traitements de radiothérapie
(Dosisoft), deux laboratoires de recherche (LRP et CEA) et le centre de Protonthérapie.
L’objectif est de développer un prototype et une plateforme de démonstration de nouveaux systèmes de guidage et de positionnement automatisé. « De tels systèmes devraient permettre d’accroître la précision du positionnement, de réduire le temps de traitement tout en minimisant les coûts » précise Régis Ferrand.

Des logiciels pour mieux anticiper l’effet des rayonnements
Autre domaine d’expertise du centre : le développement de logiciel de simulation de la trajectoire des protons et leur dépôt d’énergie dans la matière. C’est l’objet du projet « Protonthérapie : développement et validation d’un outil de modélisation et simulation monte carlo précises et rapides du dépôt de dose » (PROUESSE) grâce auquel les médecins et les physiciens auront une meilleure connaissance de la distribution de dose dans le corps du patient suite au passage du faisceau de protons. Ce projet implique conjointement des médecins et des physiciens d’hôpitaux, des chercheurs de plusieurs organismes en particulier du CEA qui en est le pilote, et un industriel. Le développement de tel logiciel est indispensable pour améliorer encore la précision thérapeutique.

La radiobiologie* pour mieux comprendre comment les protons interagissent avec la matière biologique
Parallèlement, l’unité Génotoxicologie, signalisation et radiothérapie expérimentale de Janet Hall, implantée à proximité du NOUVEAU CENTRE DE PROTONTHÉRAPIE, mène plusieurs programmes de recherche pour mieux comprendre les effets  des protons sur la matière biologique.
Car si l’intérêt des protons pour traiter les patients atteints de cancer ne fait pas de doute, il reste encore beaucoup à élucider sur leur mode de fonctionnement. L’objectif principal est d’identifier les mécanismes à l’origine de la différence entre les effets biologiques des protons et les rayonnements conventionnels. La compréhension du mode de fonctionnement des protons est essentielle pour continuer à améliorer leur utilisation, voire pour découvrir des moléculesoptimisant leur effet.

L’avenir : la protonthérapie par laser*
« Nous travaillons également sur de la recherche plus amont avec le projet SAPHIR » ajoute Régis Ferrand. Car, aujourd’hui la capacité de laprotonthérapie est loin de couvrir les besoins prioritaires et des études européennes récentes estiment qu’au moins 10 % des indications de la radiothérapie devrait elever de la protonthérapie, alors qu’elle ne représente, à ce jour, qu’un pour mille. Le projet SAPHIR – mené par neuf partenaires dont quatre entreprises – vise à démontrer, sur 4 ans, la faisabilité d’une installation compacte de protonthérapie basée sur des lasers, d’une taille et d’un coût réduits. Les progrès récents en physique des plasmas et des lasers permettent de produire des faisceaux de particules à partir de lasers intenses et ouvrent des perspectives nouvelles. La recherche et la R&D doivent donc se poursuivre pour évaluer les potentiels de la protonthérapie par laser dans les prochaines années. De telles machines plus compactes t moins coûteuses pourraient être démocratisées, permettant aux cliniciens de disposer facilement des protons pour les traitements. Parallèlement à la recherche clinique primordiale en protonthérapie, les projets de recherches et de R&D se poursuivent pour faire de cette technique de radiothérapie ultraprécise un modèle pour la radiothérapie conventionnelle