Aujourd'hui, d’après les spécialistes du MEPhI, la thérapie photodynamique (TPD) est l'une des méthodes les plus efficaces et les plus sûres de traitement du cancer. Elle est largement utilisée pour lutter contre les tumeurs malignes de la peau, de l'oropharynx, du foie, des poumons, du cerveau, de la vessie et des organes gastro-intestinaux.
La thérapie photodynamique repose sur l'utilisation de photosensibilisateurs, substances qui augmentent la sensibilité à la lumière des tissus biologiques. Au stade préparatoire du traitement, le photosensibilisateur s'accumule dans les tissus de la tumeur. Le laser, en frappant les centres d'accumulation, déclenche la production de formes actives d'oxygène dans les cellules tumorales, ce qui entraîne leur nécrose, leur apoptose ou l'arrêt du cycle cellulaire, avec un lancement ultérieur en mode «sain».
La précision avant tout
L'un des principaux problèmes du traitement du cancer par les méthodes de la thérapie photodynamique est la difficulté à déterminer avec précision les limites de la tumeur. Une imprécision et le traitement des cellules cancéreuses sera incomplet, entraînant une rechute de la maladie.
Pour résoudre ce problème, les scientifiques du MEPhI ont créé un système vidéo d'endoscopie en fluorescence unique permettant de visualiser les centres d'accumulation du photosensibilisateur dans les zones difficiles d'accès des cancers de la tête et du cou.
La nouveauté du système réside dans le fait qu'il permet, juste au moment de l'opération, de définir précisément les limites des tumeurs dans lesquels le photosensibilisateur a été accumulé, ainsi que de quantifier sa concentration dans les tissus, affirment les scientifiques.
«La définition précise des limites de la tumeur est un facteur décisif pour un traitement efficace. Le diagnostic fluorescent peropératoire permet d'y parvenir, ce qui augmente l'efficacité de la thérapie photodynamique et accroît la médiane de survie des patients ayant le cancer de la tête ou du cou», explique Viktor Lochtchenov, professeur à l'Institut d'ingénierie physique de biomédecine et responsable de la chaire des micro-, nano- et biotechnologies laser du MEPhI.
Selon cette méthode, le laser rouge est utilisé pour activer la fluorescence. Dans la plage rouge du spectre, l'absorption et la diffusion de la lumière dans les tissus biologiques sont minimales, ce qui augmente la profondeur de pénétration et la précision de l'analyse, détaillent les spécialistes du MEPhI.
Comment sauver le foie?
Après avoir analysé les caractéristiques spectrales de fluorescence des tissus du système hépatobiliaire d'un sanglier, dont les propriétés optiques sont proches de celles des humains, les spécialistes du MEPhI ont mis au point une nouvelle méthode d'évaluation quantitative de la concentration de photosensibilisants dans les tissus des voies biliaires.
«En étudiant la fluorescence du tissu du foie, nous avons amélioré les méthodes du diagnostic spectral et vidéo-fluorescent pour les tumeurs malignes apparaissant dans cet organe. Cela nous a permis de développer une approche optimale pour le traitement du cancer du foie, en utilisant les méthodes de la thérapie photodynamique», expose Kanamat Efendiev, étudiant à l'Institut d'ingénierie physique de biomédecine du MEPhI.
Prendre soin de l'estomac
Par ailleurs, le MEPhI travaille également sur le développement du diagnostic spectral et vidéo-fluorescent dans la thérapie photodynamique (TPD) du cancer de l'estomac. Selon les scientifiques, l'application de la TPD dans ce domaine est particulièrement prometteuse en raison de la grande complexité des interventions chirurgicales.
L'examen spectroscopique de la muqueuse stomacale d’après la nouvelle méthode a permis de déterminer la tumeur à une profondeur de 3-4 millimètres, ce qui, selon les scientifiques du MEPhI, est deux fois supérieur aux analogues. Les éléments clés de la méthode sont le système vidéo d'endoscopie en fluorescence et le photosensibilisateur 5-ALK.
«L’étude a démontré que l'analyse spectrale et vidéo-fluorescente avec l'utilisation du 5-ALC peut être recommandée comme une méthode de diagnostic rapide, y compris de diagnostic précoce de l'estomac, ainsi que pour évaluer la propagation de la tumeur et identifier les foyers carcinomateux en laparoscopie», souligne Artem Chiryaev, spécialiste à l'Institut Levchin d'oncologie de l'université Sechenov.
Les études cliniques des nouvelles méthodes ont été menées par l'Institut Levshin d'oncologie à l'hôpital universitaire n°1 de l'université Sechenov. Les méthodes et les équipements pour la TPD et le diagnostic fluorescent développés au MEPhI sont déjà activement mis en œuvre dans de nombreuses cliniques de Russie, concluent les créateurs.