L’espoir pour les futures thérapies du cancer par plasma.

João SANTOS SOUSA, Chercheur CNRS, Laboratoire de Physique des Gaz et des Plasmas (LPGP) UMR 8578, CNRS & Université Paris-Sud & Université Paris-Saclay.

Pierre-Marie GIRARD, Chercheur Institut Curie, CNRS UMR3347, INSERM U1021.



Le cancer est un problème de santé publique majeur qui affecte tous les pays, et son incidence augmente avec l’âge, l’exposition à des cancérigènes et le mode de vie actuel de la population. Le nombre de nouveaux cas de cancer en France est estimé, en 2015, à environ 385 000 (211 000 pour les hommes et 174 000 pour les femmes), et le nombre de décès lié au cancer à 150 000 (source Institut National du Cancer). Environ 2/3 des patients vont guérir de leur maladie, et l’action combinée de la chirurgie, de la radiothérapie et de la chimiothérapie rend compte de la plupart de ces guérisons. A côté de ces thérapies classiques, des thérapies nouvelles ont émergées telles que la thérapie anti-angiogénique et l’immunothérapie. En dépit de tous ces progrès, la résistance de cellules cancéreuses à ces traitements est malheureusement toujours observée. Le séquençage de tumeurs primaires a révélé que des clones résistants à la thérapie existaient déjà au sein de la tumeur, et avant que le traitement ne soit appliqué. Par ailleurs, même si la chirurgie et la radiothérapie, qui sont par définition des thérapies locales, sont assez efficaces, ces traitements ne peuvent cependant être aisément répétées sans impacter sur la qualité de vie des patients atteints d’un cancer. Par conséquent, il y a toujours besoin de développer de nouvelles thérapies anticancéreuses permettant d’éradiquer les tumeurs sans dégrader la qualité de vie des patients.

Depuis une quinzaine d’années, un intérêt croissant est porté sur le développement de plasmas froids à pression atmosphérique (PFPA) pour des applications biomédicales visant à la mise en place de nouvelles thérapies. Ceci a donné naissance à un nouveau domaine scientifique interdisciplinaire allant de la physique des plasmas à la science du vivant, en passant par la chimie et l’ingénierie, maintenant connu sous le nom de Plasma Médicine. Les plasmas froids sont des gaz partiellement ionisés à faible température qui sont composés des mélanges réactifs et complexes constitués d’ions positifs et négatifs, d’électrons, de radicaux, de photons UV, de champs électriques, et d’atomes et molécules neutres, en particulier excités. Ces caractéristiques rendent les plasmas froids très attractifs pour le développement de nouvelles approches thérapeutiques. Il a été récemment démontré que l'utilisation des PFPA permet, entre autres, de prévenir le développement de bactéries sur des plaies, de favoriser la coagulation sanguine et la cicatrisation des plaies, et de contrôler la croissance tumorale.

Concernant ce dernier point, de nombreuses études in vitro et in vivo, et plus récemment des études de cas sur l’humain (cancer de la bouche et de la gorge, et du côlon), ont montré l’effet anti-tumoral des PFPA. Des travaux réalisés sur le cancer du pancréas ont aussi permis de montrer in vivo que le plasma en combinaison avec une chimiothérapie adaptée pouvait conduire à des résultats assez spectaculaires, mettant en évidence la combinaison bénéfique des deux traitements. Le traitement de cellules cancéreuses par PFPA est sans aucun doute un des enjeux importants à relever dans les années à venir. Malgré toutes les recherches effectuées et les avancées réalisées, il reste encore un grand nombre d’étapes à parcourir afin de faire la démonstration que les plasmas froids peuvent être les nouveaux outils thérapeutiques de demain, à ajouter à l’arsenal déjà existant, pour lutter efficacement contre les cancers.

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Figure 1 : Sigle du LPGP obtenu par une décharge multi-jets de plasmas froids de 25kV.

Ce n’est que depuis une dizaine d’années que les physiciens et ingénieurs des plasmas (plasmiciens), en travaillant en étroite collaboration avec des biologistes et des médecins ont montré le potentiel anti-tumoral des PFPA. Ces premiers résultats ont donné naissance à une communauté interdisciplinaire visant à comprendre les effets anti-tumoraux des PFPA et ont ouvert le champ de leur application en oncologie. Au LPGP (Laboratoire de Physique des Gaz et des Plasmas), nous avons développé des micro-jets de plasma d’hélium (voir Figure 1), et, en collaboration avec l’Institut Curie, nous avons montré récemment que le peroxyde d’hydrogène (HO2) et les nitrites (NO2-) produits par ces jets de plasma agissaient en synergie pour induire, in vitro, la mort des cellules tumorales (voir Figure 2).


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Figure 2 : Traitement par un jet de plasma froid de cellules tumorales.


Un colloque dédié au traitement des cancers par plasma froid, de l’in vitro à la clinique, en passant par l’in vivo, a vu le jour en 2014 (IWPCT : International Workshop on Plasma for Cancer Treatment) et réunit maintenant tous les ans les spécialistes de cette discipline, qu’ils soient physiciens, biologistes, médecins, ingénieurs, chimistes, venus de partout dans le monde pour rapporter et discuter des progrès récents dans la compréhension et le contrôle des effets des plasmas sur le cancer. Sa 4ème édition (IWPCT–2017) sera organisée pour la première fois en France, par le LPGP et l’Institut Curie, et aura lieu les 27–28 mars prochain à Paris. Etant donné le nombre croissant de laboratoires à travers le monde qui s’intéressent à l’application des plasmas en médecine (et en particulier en cancérologie), les enjeux pour voir un jour les plasmas en oncologie sont énormes. Il est important que la France, à travers quelques laboratoires pionniers (GREMI à Orléans, LAPLACE à Toulouse), reste leader et innovatrice dans le domaine. L’organisation d’un tel meeting en France, qui plus est au sein d’un Institut de lutte contre le Cancer aussi prestigieux qu’est l’Institut Curie, permettra sans nul doute de mieux faire connaitre ce domaine de recherche très prometteur dans l’hexagone, et, nous l’espérons, d’intéresser plus d’oncologues.



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4th International Workshop on Plasma for Cancer Treatment (IWPCT–2017)
à Paris (Institut Curie)
27–28 mars 2017

site web :
https://iwpct2017.sciencesconf.org/




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