Introduction
Les ions lourds sont le rayonnement obtenu en accélérant des noyaux chargés plus lourds que les protons. Les ions lourds produisent une ionisation sur leur chemin, provoquent des dommages irréparables à l’ADN et altèrent l’ultrastructure cellulaire. Le succès de la radiothérapie est limité par la toxicité dans les tissus normaux. RadiographieLes s sont délivrés à partir d’une source externe et déposent l’essentiel de leur énergie en amont de la tumeur dans les tissus sains. Le dépôt d’énergie se produit également au-delà de la tumeur, ce qui affecte également les tissus sains supplémentaires.
En radiographie conventionnelle radiothérapie, la dose de rayonnement diminue car la profondeur de pénétration dans le corps augmente. Cependant, en radiothérapie aux ions lourds, la dose de rayonnement augmente avec la profondeur pour fournir un pic (appelé pic de Bragg) sur une profondeur finie du corps, permettant une irradiation sélective des cancers.
En radiothérapie aux ions lourds, une dose suffisante cible souvent la lésion, la hauteur étant adaptée à sa forme et à sa position (profondeur). Pour délivrer des faisceaux d'ions avec précision sur toute forme irrégulière de lésion, des instruments spécialisés individuellement appelés collimateur et filtre compensateur sont utilisés.
L'irradiation aux ions lourds est individualisée, permettant d'atténuer la dose inutile aux organes critiques tels que la moelle épinière, le tronc cérébral et les intestins.
L'obstacle le plus sérieux au développement de centres de thérapie par ions lourds aux États-Unis a été le coût initial élevé du capital. Le coût d'un système d'ions lourds de pointe ayant la capacité de traiter 1000 XNUMX patients atteints de cancer par an, bien qu'environ deux fois plus cher qu'un centre de protons de taille similaire, reste inférieur à celui du développement d'un agent biologique et chimiothérapeutique. Le coût élevé d’un système de thérapie aux ions lourds par rapport aux rayons X conventionnels est dû à la complexité de la procédure nécessaire pour atteindre des tumeurs profondément implantées. Il a fallu instantanément construire un centre de thérapie et de recherche à particules lourdes utilisant une technologie existante, éprouvée et fiable pour traiter les patients et mener des recherches.
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Les ions lourds, comme le carbone, suscitent un intérêt remarquable en raison de leurs propriétés physiques et radiobiologiques avantageuses par rapport à la thérapie photonique. Parmi les différents types de faisceaux d'ions, les faisceaux d'ions de carbone, en particulier, sont utilisés pour le traitement du cancer car ils sont considérés comme ayant les propriétés idéales les plus équilibrées en raison de leurs effets destructeurs intensifs sur les cancers et de leur capacité potentielle d'irradiation sélective. Un ion lourd idéal devrait avoir une toxicité plus faible dans les tissus initiaux (tissus normaux) et être plus efficace dans la région cible (tumeur). Les ions carbone sont choisis car ils représentent la combinaison la plus simple dans cette direction.
Dans la région cible, ils ont besoin d'une efficacité biologique relative accrue et d'un taux d'amélioration de l'oxygène réduit par rapport aux rayons X.
La radiothérapie par ions carbone a été étudiée pour chaque type de cancer, y compris les tumeurs malignes intracrâniennes, les cancers de la tête et du cou, les cancers du poumon primaires et métastatiques, le cancer gastro-intestinal, le cancer de la prostate et les cancers génito-urinaires, le cancer du sein, les cancers gynécologiques et les cancers pédiatriques.
Le carbone présente un LET (transfert d'énergie linéaire) plus élevé que les protons et les photons, conduisant à un RBE (efficacité biologique relative) plus élevé, où les dommages causés par les ions carbone sont regroupés dans l'ADN, submergeant les systèmes de réparation cellulaire.
L’idée selon laquelle la maladie métastatique peut être guérie grâce à une combinaison d’immunothérapie et de radiothérapie (CIR) constitue un schéma thérapeutique potentiel. Les preuves expérimentales et cliniques suggèrent que la thérapie par particules, une thérapie par ions carbone à transfert d'énergie linéaire (LET) exceptionnellement élevée, démontre une amélioration du taux de métastases et une réduction de la récidive locale. La thérapie combinée aux ions carbone et à l'immunothérapie démontre une immunité antitumorale accrue et un nombre réduit de métastases par rapport à l'immunothérapie seule
Les nouvelles techniques radiothérapeutiques minimisent l'exposition aux tissus normaux afin de réduire les effets indésirables aigus et tardifs du traitement. La radiothérapie est couramment administrée après une mastectomie dans de nombreux cancers localement avancés et est toujours sollicitée.
La réduction du risque de malignité secondaire est un objectif important des radio-oncologues, car de nombreuses patientes traitées pour un cancer du sein ont une espérance de vie de plusieurs décennies. Des études antérieures ont suggéré un risque d'environ 3.4 % de tumeurs malignes secondaires radio-induites après la radiothérapie.
La thérapie par ions carbone démontre une meilleure distribution de dose par rapport à la protonthérapie dans la plupart des cas de cancer du poumon à un stade précoce. la thérapie par ions carbone s'est avérée plus sûre pour traiter les patients souffrant d'affections indésirables telles que de grosses tumeurs, des tumeurs centrales et une mauvaise fonction pulmonaire. La résection chirurgicale avec lobectomie a été le choix de traitement standard pour le NSCLC au stade précoce (cancer du poumon non à petites cellules). La radiothérapie est une option pour les patients qui ne sont pas aptes à la chirurgie ou qui la refusent.
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