On demande le Dr Ultrasons !

Peut-on utiliser des ondes sonores pour guérir les gens ? Tout indique que la thérapie par ultrasons focalisés pourrait un jour faciliter le traitement de certains cancers et d’autres maladies.

Jobalou / Jonathan Knowles / Getty Images / montage : L’actualité

L’auteur est communicateur scientifique pour l’Organisation pour la science et la société de l’Université McGill. Il est titulaire d’un baccalauréat en biochimie et d’une maîtrise en biologie moléculaire. En plus d’écrire de nombreux articles, il coanime le balado The Body of Evidence. 

Si je vous demandais quel est le livre le plus important de John Grisham, lequel choisiriez-vous ? La firme ? Le client ? Selon lui, c’est un mince bouquin dont vous n’avez jamais entendu parler. Il s’intitule The Tumor : A Non-Legal Thriller (La tumeur : un thriller non juridique).

Lorsque j’ai reçu cet ouvrage gratuit il y a plusieurs années, j’ai été déconcerté. Ce livre de poche était loin d’être passionnant. Il s’agissait d’un plaidoyer sous la forme d’une histoire « et si ? », un genre de conte du multivers. Dans un des scénarios, un personnage nommé Paul est atteint d’une tumeur cérébrale avancée. Il subit une intervention chirurgicale, suivie d’une chimiothérapie et d’une radiothérapie, mais la tumeur réapparaît et il meurt, alité, dans un état de confusion et de détérioration, le cancer ayant attaqué son cerveau. Dans un deuxième scénario cependant, les ultrasons transforment sa maladie mortelle en maladie chronique.

Le message de Grisham est que nous sommes à l’aube d’une révolution en ce qui concerne le cancer. Nous pouvons utiliser les sons pour le traiter, et nous devons investir l’argent nécessaire pour que cette technologie qui change la donne entre dans les hôpitaux le plus rapidement possible.

Les ultrasons peuvent-ils être thérapeutiques ? La première fois que nous avons eu cette impression, on aurait pu croire qu’on nous montait un bateau.

La panacée des ultrasons

Nous pouvons entendre des sons jusqu’à une fréquence d’environ 20 kilohertz. Au-delà de ce seuil, nous les appelons ultrasons et ne pouvons plus les percevoir. Mais cela ne veut pas dire qu’ils n’ont pas d’effet sur les êtres vivants.

Les ultrasons ont été employés pour la première fois afin d’aider les sous-marins à naviguer au cours de la Première Guerre mondiale, dans un système qui allait prendre le nom de sonar (sound navigation ranging). Le premier de ces appareils, conçu par le Canadien Reginald Fessenden, a été construit en 1914. Il pouvait détecter un iceberg sous l’eau à une distance d’un peu plus de trois kilomètres.

Son utilisation en médecine est due à une observation fortuite : lorsqu’on employait le sonar, on repérait des poissons morts. Le physicien français Paul Langevin, ancien étudiant de Pierre Curie (célèbre pour ses découvertes sur la radioactivité), a vérifié cette observation dans des bassins d’eau en se servant d’ultrasons à haute intensité. Résultat : les personnes qui plongeaient leur main dans l’eau de son bassin remplis d’ultrasons signalaient des douleurs à l’extrémité des doigts. Ainsi, les ultrasons n’étaient pas seulement utiles pour mesurer les distances par écholocalisation, comme le faisaient naturellement les chauves-souris et comme les sous-marins étaient désormais équipés pour le faire.

Ils avaient des effets biologiques.

Les ultrasons ont rapidement servi à traiter des patients atteints de polyarthrite rhumatoïde et à détruire des parties du cerveau des personnes souffrant de parkinsonisme. Et dans une manifestation prévisible de « la charrue devant les bœufs », ils ont été présentés comme une panacée. Venez, venez tous ! Que vous souffriez d’ulcères, d’asthme, d’hémorroïdes ou de douleurs thoraciques, les ultrasons tout-puissants peuvent vous guérir ! Le battage médiatique a fini par s’estomper, et on a commencé à les étudier en tant qu’outils de diagnostic, ce qui a conduit à leur utilisation pour visualiser les organes internes et, bien sûr, les fœtus.

L’exubérance que la communauté médicale a exprimée à l’égard des ultrasons thérapeutiques dans les années 1940 revient lentement, soutenue par des preuves scientifiques. Je ne pense pas que la promotion des ultrasons par John Grisham dans son livre soit une folie. Ces ondes sonores sont très prometteuses.

Des bulles de destruction

Pour que les ultrasons agissent précisément sur une petite partie du corps, comme une tumeur de la prostate, ils doivent être focalisés. Grisham compare cela à la concentration des rayons quand la lumière du soleil passe à travers une loupe, ce qui peut créer une brûlure sur une feuille.

De même qu’un mélangeur a différentes fonctions, du malaxage au pilage de la glace, les ultrasons focalisés peuvent être réglés de plusieurs façons pour avoir différents effets. Ceux de faible intensité peuvent transmettre de la chaleur à une tumeur à l’intérieur du corps, ce qui provoquera soit un stress, soit, si le traitement dure suffisamment longtemps, une hyperthermie, c’est-à-dire que la température globale s’élèvera au-dessus de la normale. Par ailleurs, ces ondes sonores de faible intensité peuvent créer une stimulation mécanique. Pensez au bruit d’un train sur ses rails qui fait trembler un bâtiment voisin.

Mais c’est lorsque l’intensité est poussée à son maximum que l’on commence à obtenir des effets vraiment puissants. Les ultrasons de haute intensité peuvent détruire les tissus biologiques de deux manières, selon la façon dont ils sont émis. En chauffant les tissus, ils les font mourir. Et par un processus mécanique appelé histotripsie, ils décomposent les cellules en leurs éléments constitutifs. Cela me rappelle les vidéos de maisons soufflées par l’explosion d’une bombe atomique. Si cette maison est votre cancer, vous pouvez arrêter de vous inquiéter et commencer à aimer la bombe à ultrasons.

L’histotripsie, qui se traduit approximativement par « friction tissulaire », repose sur l’action de minuscules bulles pour détruire nos cellules. Lorsque le réglage est adéquat, les ultrasons déclenchent la formation de microbulles dans le tissu. Ces dernières vont se balancer d’avant en arrière et finir par se dégonfler. Cela crée une importante contrainte mécanique sur le tissu, ce qui le perturbe et le réduit en genre de boue. Grâce à l’histotripsie, les ultrasons focalisés peuvent transformer une tumeur cancéreuse organisée et fonctionnelle en une substance morte et broyée que le corps peut ensuite réabsorber.

Tout cela semble merveilleux, mais les ultrasons focalisés ne sont pas parfaits. Ils présentent des problèmes qui peuvent être résolus au fur et à mesure que la technologie s’affine. Si vous essayez de faire une seule brûlure dans une feuille à l’aide d’une loupe et que le vent déplace la feuille de deux centimètres, vous aurez deux trous ; de même, les ultrasons focalisés sont sensibles aux mouvements du patient et le traitement peut durer plusieurs heures. Le suivi durant le traitement se fait généralement avec un appareil d’imagerie par résonance magnétique, une machine encombrante et très coûteuse. On signale également des cas — assez rares — de brûlures graves de la peau, de lésions tissulaires indésirées et de douleurs.

On prétend aussi souvent que les ultrasons focalisés sont non invasifs, mais le diable se cache dans les détails. D’après ma lecture de la littérature sur le sujet, la définition implicite de « non invasif » semble être que le médecin n’a pas besoin d’« envahir » la tumeur elle-même. Mais il est clair que le patient atteint d’un cancer de la prostate à qui l’on dit que la sonde à ultrasons doit s’approcher de la prostate en étant insérée dans le rectum (ou, dans certains cas, dans l’urètre) y regardera à deux fois par la suite lorsqu’on prononcera devant lui le terme « non invasif ».

Cela dit, les ultrasons focalisés présentent des avantages évidents, surtout par rapport aux traitements classiques contre le cancer : la chirurgie, la chimiothérapie et la radiothérapie. Comme le souligne une récente étude de synthèse canadienne sur le sujet, l’intervention est généralement peu douloureuse et ne laisse aucune cicatrice. Le risque d’infection, les exigences en matière d’anesthésie et les coûts sont inférieurs à ceux de la chirurgie, et certains patients, en raison de leur âge ou d’autres troubles médicaux, ne sont pas de bons candidats pour les opérations. Il n’y a pas d’exposition aux rayonnements ionisants, un type de rayonnement utile en radiothérapie, mais qui n’est pas inoffensif et nécessite donc des soins et de la surveillance. La technique est également très précise, limitant les dommages à la zone environnante.

En décomposant la masse cancéreuse, les ultrasons peuvent aussi théoriquement mettre au jour une tumeur qui était demeurée invisible pour le système immunitaire. Les cancers peuvent créer autour d’eux un microenvironnement les protégeant des cellules immunitaires qui, autrement, tireraient la sonnette d’alarme. « Il n’y a rien à voir ici, dit tranquillement le microenvironnement, circulez ! » Lorsque cet environnement est perturbé par les ultrasons et que des fragments de la tumeur se détachent, le système immunitaire peut être en mesure de voir ce qui était caché et d’agir sur ce qui reste. C’est une idée séduisante, confirmée par des études en grande partie sur des souris, mais ce prétendu avantage de la thérapie par ultrasons focalisés demeure incertain et n’est pas entièrement compris.

Autre vertu possible des ultrasons focalisés : donner aux médecins un accès au cerveau. La barrière hématoencéphalique est une propriété des vaisseaux sanguins qui alimentent le cerveau en oxygène et en nutriments. Elle empêche les substances potentiellement dangereuses de quitter le sang et de pénétrer dans le cerveau. Cette caractéristique utile rend toutefois difficile l’accès des médicaments au cerveau. Les ultrasons, semble-t-il, peuvent ouvrir temporairement cette barrière, ce qui permettrait aux médecins d’administrer des médicaments pour le système nerveux central.

Les ultrasons focalisés regorgent de possibilités, mais leur sécurité et leur efficacité doivent être démontrées avant leur déploiement à grande échelle. Des recherches sont en cours sur l’emploi d’ultrasons thérapeutiques pour 126 pathologies. Certaines de ces applications produiront l’effet escompté, d’autres non. Des essais cliniques randomisés sont menés non seulement pour des cancers comme les tumeurs cérébrales et les métastases osseuses, mais aussi pour l’alzheimer, le parkinson et la dépression majeure. En 2004, la Food and Drug Administration des États-Unis a approuvé une plateforme à ultrasons spécifique pour traiter les fibromes utérins, des tumeurs bénignes dans l’appareil génital qui touchent environ une femme sur quatre. D’autres autorisations ont été accordées depuis, notamment pour le contrôle de la douleur chez les personnes atteintes de métastases osseuses.

Nous avons parcouru un long chemin entre l’observation que les sonars des sous-marins tuaient les poissons et l’utilisation des ultrasons pour décomposer ou chauffer des amas de cellules incontrôlés, et il reste encore beaucoup à faire avant de pouvoir déclarer que les ultrasons constituent une « révolution ». Dans le livre de Grisham, Paul suit un traitement par ultrasons pour son cancer du cerveau. « Il n’y a pas de complications et il est renvoyé chez lui le vendredi après-midi », écrit Grisham. « Il se sent bien. »

Espérons qu’il s’agit d’un aperçu de l’avenir proche.

Message à retenir :

  • On a découvert que les ultrasons pouvaient avoir un effet sur les êtres vivants lorsqu’on a repéré des poissons morts après qu’un sous-marin eut utilisé son sonar.
  • En tant que traitement médical, les ultrasons focalisés ont deux mécanismes d’action, en fonction du contexte : ils peuvent chauffer les tissus vivants (comme une tumeur cancéreuse) ou créer à l’intérieur de ceux-ci de minuscules bulles qui oscillent et les fragmentent.
  • Les ultrasons focalisés de haute intensité sont très prometteurs pour le traitement de nombreuses affections, bien que la plupart de ces applications fassent encore l’objet de tests et n’aient pas été approuvées pour un usage clinique.

La version originale (en anglais) de cet article a été publiée sur le site de l’Organisation pour la science et la société de l’Université McGill.

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