La prise en charge des gliomes cérébraux passe dans la majorité des cas par la chirurgie en vue de retirer le maximum de cellules cancéreuses, dans et autour de la tumeur.
Les cellules cancéreuses infiltrées dans le tissu nerveux autour de la tumeur sont en interaction avec les neurones et semblent produire une activité électrique anormale qu’il est possible d’enregistrer directement au cours de la chirurgie.
Les chercheurs souhaitent caractériser puis cartographier cette signature électrique, ce qui pourrait permettre de mieux localiser l’infiltration tumorale et ainsi aider le neurochirurgien lors de l’opération.
Mis à jour le 20 novembre 2020
Gliomes cérébraux : optimiser le geste chirurgical en caractérisant la signature électrique liée à l’infiltration des cellules tumorales
Ce projet est mené par le Dr Belén Diaz Fernandez et le Dr Gilles Huberfeld dans l’équipe « Interactions neurogliales dans la physiopathologie cérébrale » au Collège de France à Paris (CIRB, INSERM U1050) en collaboration avec le Dr Laurent Capelle (Pitié-Salpêtrière) et le Pr Johan Pallud (Sainte-Anne), neurochirurgiens et le Dr Michel Le Van Quyen (Laboratoire d’Imagerie Biomédicale, Paris).
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Somme accordée au Dr Belén Diaz Fernandez pour la réalisation d’une thèse de sciences
Les gliomes en ligne de mire
Les gliomes sont les tumeurs cérébrales malignes les plus fréquentes. Les cellules tumorales dérivent de la glie, l’ensemble de cellules qui nourrissent et soutiennent les neurones. Ces cancers sont de gravité extrêmement variable, selon leur type, mais restent généralement d’évolution fatale.
La chirurgie, un élément incontournable de la prise en charge
Le plus souvent, la chirurgie constitue une étape indispensable de la prise en charge des gliomes. Elle vise non seulement à retirer la tumeur, mais aussi les cellules cancéreuses isolées qui infiltrent le tissu nerveux environnant, jusqu’à plusieurs centimètres. Outre un foyer éventuel de récidive, ces cellules sont également source d’épilepsie.
Malheureusement, ces cellules sont pour le moment indétectables : on ne les voit pas en imagerie par résonnance magnétique (IRM). Cela oblige le praticien à retirer le plus possible de tissu périphérique présumé envahi.
Les patients sont opérés en condition éveillée, sous anesthésie locale, de manière à tester les fonctions du tissu cérébral entourant la tumeur et à pouvoir retirer en toute sécurité le plus de tissu possible. Le Dr Belén Diaz Fernandez et le Dr Gilles Huberfeld souhaitent développer des moyens pour identifier ces cellules cancéreuses infiltrées en périphérie de la tumeur, pendant la chirurgie, en vue d’optimiser le geste chirurgical.
Une interaction entre tumeur et tissu nerveux
Leur approche est basée sur une propriété particulière des gliomes: ces tumeurs croissent dans le système nerveux, en interaction avec les cellules nerveuses normales. En conséquence, ils altèrent le fonctionnement cérébral normal, notamment en générant de l’épilepsie. A l’inverse, le tissu nerveux « sain » favorise le développement tumoral. Ces phénomènes sont importants dans les régions entourant la tumeur.
De précédentes études menées sur des tissus post-opératoires de patients ont montré que des activités électriques spécifiques, de type « épileptiques », étaient produites là où une infiltration dans les tissus environnants des cellules tumorales isolées était observée.
Forts de cette observation, les chercheurs souhaitent aujourd’hui valider que les activités épileptiques sont bien liées à l’infiltration tumorale, et ensuite mieux les caractériser. Cette « signature électrique » permettrait ainsi d’identifier les cellules tumorales infiltrantes pendant la chirurgie.
Utilisation d’électrodes innovantes
Les activités électriques en question sont difficiles à enregistrer. Les chercheurs disposent pour cela d’électrodes de nouvelle génération, développées par une start-up issue de la recherche française. Ces électrodes sont très denses, très fines et constituées par un matériau amplifiant les signaux électriques. Elles sont jusqu’à dix fois plus précises et sensibles que la technologie actuelle. Elles permettent même d’effectuer des enregistrements à l’échelle du neurone.
Un recueil de données pendant les opérations
Durant ce projet, les chercheurs et les neurochirurgiens effectueront des enregistrements des activités électriques cérébrales du patient durant la chirurgie d’ablation de la tumeur, chez des patients éveillés. Leurs observations seront complétées par des expériences réalisées in vitro, à partir de prélèvements de tissus nerveux.
Une fois ces activités électriques caractérisées, un système de détection automatisée et de visualisation durant la chirurgie sera développé en partenariat avec une autre équipe de recherche. La valeur de ce nouvel outil opératoire sera ensuite évaluée dans un essai clinique dédié.
Cette étude pourrait ainsi avoir un double impact, tant pour le pronostic du cancer que pour celui de l’épilepsie qui en découle.