Radiochirurgie de l’épilepsie par microfaisceaux synchrotron – Epirad

L'épilepsie touche environ 50 millions de personnes à travers le monde, et constitue l'une des premières maladies chroniques invalidantes. Malgré le développement de nouvelles molécules, environ un tiers des patients ne répondent pas aux médicaments antiépileptiques. Parmi ces patients, environ 20% peuvent bénéficier d'une exérèse de la zone épileptique après exploration invasive. La radiochirurgie est également une alternative efficace, en particulier pour le traitement des foyers épileptiques bien délimités et de petite taille. Cependant, lorsque les crises proviennent de zones éloquentes du cortex (ex motrices, langage), les procédures chirurgicales resectives et radiochirurgicales restent inapplicables, en raison du risque important de lourds déficits fonctionnels. Actuellement, il n’existe qu’une méthode chirurgicale non-résective, appelée « transections sous-piales » qui permette de contrôler les crises qui proviennent des régions éloquentes du cortex. Le principe est d’empêcher la propagation des crises en réalisant des transections mécaniques parallèles dans la zone épileptogène, dans l’axe des colonnes corticales, afin de préserver la fonction de la structure. Cette technique, bien qu’efficace, est très invasive et associée à une morbidité non-négligeable.
Après plusieurs années de développement, EPIRAD propose une nouvelle méthode de radiochirurgie par microfaisceaux de rayons x synchrotron qui permet d'effectuer des radio-transections en déposant plusieurs centaines de Gy dans des fines (50-600 µm) travées de tissus parallèles, tout en préservant parfaitement les régions situées entre ces travées. La précision et la conformation du dépôt de dose sont telles qu’il est possible de cibler des zones épileptiques dans des modèles animaux de petite taille. Cette géométrie, qui est actuellement impossible à réaliser avec les dispositifs cliniques actuels, pourrait permettre de stopper l’initiation ou la propagation des crises en empêchant la synchronisation à large échelle des réseaux de neurones dans (et autour de) la zone épileptogène.
Le dépôt de fortes doses homogènes de rayons X par microfaisceaux synchrotron entrelacés a prouvé son efficacité dans le traitement des tumeurs cérébrales, et une récente collaboration entre l'Institut des neurosciences de Grenoble et de l'European Synchrotron Radiation Facility a révélé certains des mécanismes cellulaires impliqués dans les effets antiépileptiques des rayons X dans un modèle animal d'épilepsie-absences. Ces résultats représentent un point de départ expérimental qui permettra à EPIRAD de répondre aux questions suivantes :
-Comment les transections par microfaisceaux peuvent-elles être optimisées pour couper des faisceaux d’axones ou des dendrites, tout en minimisant les dommages dans les tissus non-ciblés?
-Les transections corticales par microfaisceaux sont-elles efficaces pour empêcher l’initiation et/ou la propagation des crises dans deux modèles d’épilepsie chez le rat?
-Quels sont les effets secondaires comportementaux de ces transections lorsque la zone sensorimotrice du cortex est ciblée, et comment peuvent-ils être minimisés?
Les réponses à ces questions nous permettront de poursuivre la validation de l'efficacité des transections par microfaisceaux chez le primate. EPIRAD nécessitera un important transfert technologique pour adapter la méthode au primate. L'instrumentation sera développée par la ligne biomédicale de l'ESRF. EPIRAD conduira ainsi à la mise en place d’une plateforme qui pourra être utilisée par la suite pour les essais chez l’homme. Les développements instrumentaux et logiciels réalisés fournis par EPIRAD pourront par la suite être étendus aux sources synchrotron compactes pour la clinique (ex : projet Thom-X), qui devraient apparaitre dans les hôpitaux d’ici 10 ans.