THÉRAPEUTIQUE - Radiothérapie

THÉRAPEUTIQUE - Radiothérapie

La radiothérapie contribue au traitement de près de 60 p. 100 des cancers. En France, 70 000 cancéreux sont traités chaque année par cette méthode. La moitié des cancers guéris l’ont été par la radiothérapie.

La radiothérapie des tumeurs malignes est née, à la fin du siècle dernier et au début de ce siècle, de deux découvertes différentes. D’une part, Becquerel observa accidentellement l’action biologique des radiations 塚 du radium, en constatant l’apparition d’un érythème en regard d’un tube de radium qu’il avait porté sur lui. D’autre part, les possibilités thérapeutiques du nouvel agent physique découvert par Röntgen (1895) furent systématiquement recherchées, au même titre que celles des courants électriques et des radiations électromagnétiques de différentes fréquences. Très rapidement, l’expérience clinique démontra qu’il était possible de guérir un cancer par les radiations ionisantes, c’est-à-dire de détruire une masse de 10 à 100 grammes (10¹⁰ à 10¹¹ cellules) située au milieu des tissus sains, sans créer dans ceux-ci de lésions trop graves. Cependant, les conditions de travail et l’équipement primitif des premiers praticiens, la fréquence des échecs et des récidives lors des premières tentatives thérapeutiques, la constatation des cancers radio-induits dès les premiers temps de l’utilisation des radiations ont rendu difficile aux radiothérapeutes de faire prévaloir leur technique. Vers les années vingt, l’apparition de générateurs plus puissants et de tubes capables de supporter des tensions de l’ordre de 200 kV et surtout les observations de Regaud et de Coutard montrant l’intérêt d’un fractionnement des doses par rapport aux doses massives primitivement employées faisaient franchir un nouveau pas à cette méthode thérapeutique. De 1930 à 1950, des progrès considérables ont été accomplis par les physiciens (précision dans le calcul des doses), par les ingénieurs (amélioration des appareils) et par les cliniciens. Les nouveaux appareils de haute énergie, les techniques précises de repérage de la tumeur et de centrage des faisceaux, la rigueur dans la contention permettant une reproductibilité des irradiations ont permis à la radiothérapie de prendre dans la thérapeutique des tumeurs malignes la première place à côté de la chirurgie. De plus, dès les premières années du siècle (A. Werner, 1905), la radiothérapie a été largement utilisée dans un certain nombre d’affections non cancéreuses, en raison de deux propriétés importantes: action anti-inflammatoire et action antalgique.

En raison des risques liés à l’action des radiations, la radiothérapie des affections non cancéreuses a vu ses indications limitées, mais elle demeure utile et légitime dans certains cas.

1. Radiothérapie anticancéreuse

Action physique des rayonnements

Les électrons et les particules chargées transfèrent au milieu leur énergie cinétique, au cours d’interactions élémentaires: ionisation (arrachement d’un électron aux atomes du milieu près desquels est passé l’électron) ou excitation (passage d’un électron orbitaire sur un niveau énergétique plus élevé). Une molécule dans laquelle un atome a été excité ou ionisé se trouve dans un état instable, capable de provoquer sa rupture, les produits de cette dissociation pouvant entrer en réaction chimique entre eux ou avec des molécules voisines.

Les rayons X et les rayons 塚 sont absorbés dans le milieu par effet Compton ou par effet photoélectrique. Dans les deux cas, l’énergie perdue par les photons reparaît sous forme d’énergie cinétique communiquée à des électrons secondaires; ceux-ci ionisent à leur tour les atomes près desquels ils passent. Au total, quels que soient les rayonnements, l’énergie absorbée se retrouve sous forme d’ionisations et d’excitations le long du trajet des particules chargées.

La dose (exprimée en Gray ou anciennement en rad, 1 Gray = 100 rads) en un point considéré est égale à la quantité d’énergie absorbée dans le milieu; elle est proportionnelle à la densité des ionisations au voisinage de ce point. La distribution de la dose dans un milieu varie selon la nature et l’énergie du faisceau de rayonnement:

– dans le cas d’un faisceau d’électrons de haute énergie, la dose reste sensiblement constante jusqu’à une certaine profondeur, puis tombe brutalement (cf. figure);

– dans un faisceau X ou 塚, la dose diminue de façon progressive selon une loi exponentielle; la décroissance du faisceau de photons est d’autant plus lente que leur énergie est plus élevée. De plus, pour les photons X de haute énergie émis par les bétatrons et les accélérateurs linéaires, et à un moindre degré par le cobalt 60, les électrons secondaires sont émis dans la direction du faisceau et ont un parcours moyen relativement long; la dose présente donc un rapide accroissement initial, suivi d’une lente décroissance (cf. figure).

Jusqu’en 1955, l’essentiel du matériel de radiothérapie disponible consistait en appareils à rayons X de 200 kV. Depuis lors, ceux-ci ont été remplacés par les appareils de haute énergie: cobalt et les accélérateurs (bétatrons, accélérateurs linéaires).

Les rayons X de haute énergie ont en effet des avantages importants. Ils sont plus pénétrants, ce qui permet d’appliquer à une tumeur une dose suffisante sans irradier sérieusement les tissus sains situés entre la tumeur et le revêtement cutané. De plus, les limites des faisceaux sont plus précises, ce qui permet d’irradier une tumeur située à proximité d’un tissu sain critique (œil, moelle épinière) sans appliquer à celui-ci de dose trop importante. Enfin, les rayons X classiques sont davantage absorbés par les tissus osseux que par les tissus mous, d’où un effet d’écran et des risques d’ostéoradionécrose; cet inconvénient disparaît avec les hautes énergies.

Bases biologiques de la radiothérapie

L’effet cellulaire fondamental provoqué par les radiations est la perte de la capacité de prolifération cellulaire; une cellule lésée meurt généralement au cours de la première mitose; elle peut aussi se diviser un petit nombre de fois, mais toutes les cellules filles finissent par mourir. Après irradiation d’une population de cellules, la proportion de cellules survivantes est d’autant plus faible que la dose est élevée. La courbe de survie cellulaire est une fonction exponentielle de la dose. Si, par exemple, après une dose de 1 Gray, la proportion de cellules survivantes est de 50 p. 100, elle sera de 25 p. 100 après 2 Grays, de 1 p. 100 après 10 Grays, de 1 sur 1 million (10^-6) après 20 Grays, de 1 sur 1 milliard (10^-9) après 30 Grays. On conçoit donc qu’une dose au moins supérieure à 40 Grays soit nécessaire pour stériliser une tumeur composée de 10¹⁰ à 10¹¹ cellules.

La radiosensibilité des cellules saines est voisine de celle des cellules tumorales. Pour détruire la tumeur sans trop léser les tissus sains voisins, il faut jouer sur deux facteurs: la distribution spatiale de la dose (administrer une dose élevée et homogène à la tumeur et une dose aussi faible que possible aux tissus sains voisins); la répartition de la dose dans le temps .

L’expérience clinique a, en effet, montré que deux méthodes permettaient d’obtenir une protection relative des tissus sains: soit étaler le traitement en le fractionnant en un grand nombre de séances séparées par des intervalles de repos (principe de la radiothérapie transcutanée), soit utiliser des débits faibles de l’ordre de 0,3 Gray par heure (principe de la curiethérapie). Les mécanismes expliquant qu’on puisse, grâce à ces méthodes, obtenir un effet relativement électif sur les tissus tumoraux ne sont pas encore élucidés; ils semblent liés à la grande capacité de prolifération des tissus sains qui, mieux que les tissus tumoraux, peuvent se régénérer en cours d’irradiation sous l’influence de mécanismes puissants d’homéostasie tissulaire.

Les cellules mal oxygénées sont radio-résistantes; or 1 à 5 p. 100 des cellules tumorales sont en anoxie, ce qui pourrait expliquer certains échecs de la radiothérapie. Cela a conduit à diverses expériences: irradiation en atmosphère hyperbare pour oxygéner les cellules anoxiques, utilisation de particules lourdes telles que les neutrons ou les particules alpha, dont l’efficacité n’est pas diminuée par l’anoxie, radiosensibilisateurs.

On a également étudié des associations séquentielles de radiothérapie et de chimiothérapie.

Techniques de la radiothérapie

Étant donné les doses nécessaires pour un effet tumoricide, la radiothérapie fait courir des risques négligeables au niveau des tissus sains. Tous les tissus de l’organisme sont, à un degré variable, radiosensibles; il faut donc essayer de limiter l’irradiation des tissus sains tout en administrant la dose optimale au tissu tumoral. L’intensité des réactions dépend de trois facteurs: le volume du tissu irradié, la dose et l’étalement de cette dose. Il existe deux risques opposés: trop irradier les tissus sains ou insuffisamment la tumeur. Une technique rigoureuse est nécessaire pour éviter ces deux écueils.

Radiothérapie transcutanée

La radiothérapie transcutanée emploie des faisceaux de radiations émis par un générateur. On doit, d’une part, chercher à obtenir la meilleure répartition possible de la dose dans l’organisme; pour cela, il est nécessaire d’utiliser le type de rayonnement dont la pénétration est appropriée à la profondeur de la tumeur. Il faut, d’autre part, un repérage précis de la tumeur et beaucoup de soin dans l’étude balistique du plan d’irradiation, c’est-à-dire dans le centrage des faisceaux sur la tumeur.

Les radiothérapeutes disposent de toute une gamme de générateurs: les appareils de radiothérapie classique de 50 à 200 kV sont recommandés pour les tumeurs situées à faible profondeur; pour les autres, on utilise les appareils de télécobalthérapie, les accélérateurs linéaires et les cyclotrons qui émettent des photons d’énergie très élevée (de 30 à 60 MeV) ou des électrons. Malheureusement, leur prix est assez élevé et leur maintenance délicate. Les petits accélérateurs linéaires (4 à 6 MeV) sont plus maniables et moins fragiles tout en gardant certaines des qualités des gros appareils: bonne définition du faisceau, débit élevé.

Des progrès – dus essentiellement à l’amélioration des collimateurs, des écrans, des filtres en coin adaptables à chaque traitement et à chaque malade – ont été réalisés depuis 1955, et les premiers appareils de télécobalt paraissent complètement démodés par rapport aux appareils récents.

Quel que soit l’appareil employé, un certain nombre d’opérations préliminaires doivent être effectuées:

– repérage de la tumeur et des tissus péritumoraux (volume cible). Des appareils de radiodiagnostic spécialement conçus (simulateurs) permettent un repérage tumoral précis et le choix de l’orientation des faisceaux en dehors de la salle de traitement elle-même, économisant ainsi un temps appréciable;

– étude de la balistique de l’irradiation permettant d’obtenir la meilleure distribution de doses. Deux techniques sont le plus souvent employées: faisceaux convergents sur la tumeur (par exemple quatre faisceaux orthogonaux s’entrecroisent au niveau du centre de la tumeur); irradiation cinétique, la modalité la plus courante étant la cyclothérapie (la source décrit un cercle autour du malade); cette rotation est le plus souvent incomplète (radiothérapie pendulaire);

– mise en place et contention du malade dans des conditions permettant une reproductibilité de sa position d’une séance à l’autre;

– prise de clichés de contrôle effectués en position d’irradiation et confirmant l’exactitude et la reproductibilité du traitement.

Irradiation interstitielle

La technique de l’irradiation interstitielle (curiethérapie) consiste à placer au contact ou à l’intérieur de la tumeur un matériel radioactif. Initialement, seules étaient utilisées les aiguilles de radium; on les a ensuite remplacées par des radioéléments artificiels (iridium 192 et césium 137) de faibles dimensions et pouvant être employés sous forme de grains ou de fils souples. Après la mise en place de guides vecteurs, le matériel radioactif est rapidement introduit après contrôle et éventuelles corrections de la disposition. On peut ainsi à la fois augmenter la précision de l’irradiation et diminuer l’irradiation du radiothérapeute.

Radiothérapie métabolique

Certaines substances chimiques sont fixées par un type déterminé de cancer et y atteignent des concentrations plus élevées que dans les tissus sains. Il suffit d’introduire dans ces molécules un atome radioactif pour réaliser une irradiation élective du tissu néoplasique. Le meilleur exemple est l’utilisation de l’iode radioactif pour le traitement des épithéliomas du corps thyroïde.

Indications de la radiothérapie dans les cas de cancer

Grâce à l’apparition des hautes énergies, un certain nombre de cancers considérés autrefois comme incurables sont devenus justiciables d’une radiothérapie efficace.

Chirurgiens, chimiothérapeutes et radiothérapeutes, au lieu de rivaliser pour le traitement de la plupart des cancers, ont compris la nécessité de collaborer, soit en se répartissant les territoires à traiter, soit en se succédant sur un même territoire. Dans certains cancers, le radiothérapeute traite la tumeur primitive et le chirurgien les aires ganglionnaires ou vice versa. Pour d’autres cancers, l’irradiation est effectuée avant ou après intervention chirurgicale. Chimiothérapeutes et radiothérapeutes peuvent également se succéder dans la séquence des événements thérapeutiques.

Enfin, pour de nombreux cancers, la radiothérapie est seule utilisée (cf. tableau). En voici quelques exemples:

– Dans les cancers de la tête et du cou, particulièrement du pharynx, du larynx et de l’amygdale, la radiothérapie peut obtenir des taux de guérison d’environ 40 p. 100.

– Dans le cancer du sein, la radiothérapie postopératoire, après simple ablation de la tumeur, donne des résultats équivalents à ceux d’une chirurgie étendue comportant, en plus de l’exérèse du sein et de celle du grand pectoral, un curage du creux axillaire et de la chaîne mammaire interne. Des essais thérapeutiques ont montré que pour les cancers de petites dimensions (2 à 3 cm) sans adénopathie cliniquement perceptible, l’association tumorectomie-irradiation du sein permet la conservation d’un sein pratiquement normal et obtient des résultats thérapeutiques équivalents à ceux de la chirurgie étendue.

– De longue date, la radiothérapie a montré son efficacité dans les tumeurs testiculaires. Les méthodes modernes de traitement obtiennent pour les séminomes des guérisons dans 90 à 95 p. 100 des cas. Le cancer de la prostate représente l’une des dernières conquêtes de la radiothérapie.

– Les cancers limités (stades I ou II) du col de l’utérus sont guéris dans près de 80 p. 100 des cas, par association de la curiethérapie et de la radiothérapie transcutanée. Dans les stades plus avancés, plus de 50 p. 100 des malades peuvent être guéris grâce à une radiothérapie de haute énergie effectuée dans de bonnes conditions.

– L’amélioration du ciblage des rayons (cf. protonthérapie) permet une amélioration spectaculaire du traitement de cancer bien localisé en ophtalmologie par exemple; la radiothérapie est moins efficace lorsque les tissus tumoraux sont mal irrigués et privés d’oxygène, d’où la combinaison de la radiothérapie et de la thermothérapie.

2. Radiothérapie et affections non cancéreuses

Le mode d’action de la radiothérapie dans les affections non cancéreuses est mal connu. On a pu invoquer un certain nombre de mécanismes:

– action sur les vaisseaux: une vasodilatation capillaire apparaît très rapidement (dès la sixième heure après une irradiation, même à dose faible);

– action immunologique: baisse rapide du nombre de lymphocytes, même lorsque les tissus sont irradiés à faible dose;

– action biochimique: on a mis de même en évidence la libération de substances biochimiques dans des tissus irradiés.

En fait, si l’on connaît actuellement les mécanismes d’action en radiothérapie anticancéreuse, les mécanismes de la radiothérapie anti-inflammatoire restent mal compris. Par ailleurs, si les indications dans les affections non cancéreuses sont fort nombreuses, les résultats restent variables, et il y a peu de données statistiques; on se bornera donc à indiquer les affections dans lesquelles la radiothérapie anti-inflammatoire a été conseillée.

Des statistiques montrent les risques de carcinogenèse chez des sujets irradiés dans l’enfance, même à doses faibles (quelques centaines de rads) pour des affections bénignes: en particulier, l’augmentation de la fréquence des leucémies aiguës et des cancers de la thyroïde est sensible. De plus, si les gonades sont atteintes, en irradiation même à très faibles doses, les risques génétiques ne sont pas négligeables. Enfin, l’apparition de médications puissantes et efficaces (corticothérapie ou antibiotiques) a réduit l’indication de la radiothérapie.

Il apparaît donc nécessaire de limiter à quelques rares indications indiscutables les irradiations chez le sujet jeune et chez la femme avant la ménopause, et d’utiliser pour ces cas des doses faibles avec des rayonnements peu pénétrants.

En dermatologie, la radiothérapie a été utilisée dans le traitement des angiomes tubéreux, de certains chéloïdes, de verrues plantaires, de zona, pour lesquels les résultats sont d’autant meilleurs que le traitement a été appliqué plus tôt. On l’utilise également dans le traitement des furoncles ou anthrax, à une phase précoce.

En rhumatologie, les névrites cervicobrachiales, les sciatiques et les arthroses peuvent faire l’objet d’une irradiation à faibles doses dans un but symptomatique (antalgique).

Enfin, d’autres indications méritent d’être citées: thrombophlébites hémorroïdaires, exophtalmie maligne, maladie de Rendu-Osler.

En dehors des maladies cancéreuses, la radiothérapie a donc quelques indications, de moins en moins nombreuses en raison de l’apparition de médications efficaces et d’une meilleure connaissance des risques somatiques ou génétiques.

Encyclopédie Universelle. 2012.