Technologies innovantes pour la thérapie par ultrasons

Les thérapies actuelles restent peu efficaces pour le traitement de certaines pathologies. Par exemple, dans le cerveau la présence de la barrière hémato-encéphalique (BHE) limite le potentiel des nouveaux agents thérapeutiques. L’objectif de ces travaux de recherche est de développer et valider des dispositifs thérapeutiques ultrasonore non-invasif et peu coûteux permettant d’augmenter sensiblement la délivrance de médicaments dans les organes des patients. 
 

Les projets en cours:

Formulation d’agents sono-sensibles pour la thérapie du cerveau : projets DROPMUT, SONATA, APOLON

Les ultrasons associés aux microbulles (sono-perméabilisation) ont été proposés comme une approche thérapeutique prometteuse pour les pathologies du cerveau. Cette méthode non invasive repose sur les oscillations des microbulles induites par les ultrasons à proximité de barrières biologiques afin d’augmenter transitoirement leur perméabilité. Cette stratégie peut être notamment utilisée à travers le crâne pour la délivrance ciblée de molécules incluant des chimiothérapies ou des anticorps monoclonaux. Cependant, l’efficacité du traitement ultrasonore reste limitée par la faible durée de vie (quelques minutes) et la taille des microbulles (agents intravasculaires). L’utilisation de nanogouttelettes pourrait augmenter significativement la délivrance de médicaments dans le cerveau. Nous travaillons sur la formulation et la caractérisation de ces nouveaux agents, à la fois stables dans le sang et sensibles aux ultrasons, pour la thérapie du cerveau.

Dispositifs de contrôle de cavitation durant la thérapie ultrasonore : projets DROPMUT, CAVIMUT

L’utilisation de la sono-perméabilisation nécessite une maîtrise en temps réel de la dosimétrie ultrasonore pour assurer l’efficacité et la sécurité du protocole. En effet, l’oscillation non contrôlée des bulles peut induire des dommages irréversibles aux tissus. Ce contrôle peut être assuré à l’aide de transducteurs ultrasonores passifs disposés autour de la zone à traiter. Dans ce projet, nous proposons de développer de nouveaux capteurs (cMUT) afin de détecter le signal de cavitation lors de protocoles de thérapie par ultrasons. Les cMUT offrent de nombreux avantages tels qu’une réponse fréquentielle plus large et une plus grande facilité d’intégration électronique. Avec ces capteurs, nous souhaitons donc améliorer la détection des bulles et définir en temps réel les doses de cavitation nécessaires à une perméabilisation sécurisée des barrières biologiques.

Délivrance par ultrasons d’anticorps monoclonaux pour le traitement du cancer du cerveau : projet DELIVUS

Depuis quelques années, il existe un intérêt grandissant sur l’utilisation des immunothérapies pour lutter contre le cancer. Bien que ces thérapies aient montré des résultats prometteurs dans le traitement de plusieurs cancers périphériques, l’efficacité reste limitée pour les tumeurs du cerveau. En effet, la présence de la barrière hémato-encéphalique (BHE), protégeant le cerveau, limite drastiquement le passage des anticorps du sang vers la tumeur cérébrale. Nous proposons donc d’utiliser la technique de sono-perméabilisation pour favoriser leur délivrance dans le cerveau et traiter le cancer (en partenariat avec C. Truillet, IC CEA, eq. 3 BioMaps). Nous travaillons actuellement sur le développement de séquences ultrasonores appliquées à travers le crâne permettant une délivrance homogène, reproductible et contrôlée des anticorps dans la zone tumorale.

Thérapie du cancer du pancréas par radiothérapie interne vectorisée combinée aux ultrasons : projet RIVUS

La radiothérapie interne vectorisée (RIV) consiste à injecter au patient un radiothérapeutique distribué dans tout l’organisme avec une accumulation préférentielle au niveau des cellules tumorales. Cette méthode permet de délivrer localement un rayonnement de haute énergie induisant des dégâts irréversibles et menant à la destruction de la tumeur. Malgré des résultats très prometteurs, l’utilisation de la RIV est réservée à des patients à un stade avancé. En effet, l’accumulation non négligeable d’agents radioactifs dans les reins ou le foie induit une toxicité importante impactant le bien-être du patient. Nous proposons ici d’utiliser la sono-perméabilisation afin de favoriser le passage de molécules du sang vers la tumeur et d’induire une accumulation plus spécifique de l’agent radioactif dans la tumeur. La RIV combinée aux ultrasons permettra de diminuer la radiotoxicité sur les organes sains pour aller vers une médecine du futur plus spécifique et moins délétère pour le patient.