Imagerie IRM au gaz xénon hyperpolarisé en radiothérapie NSCLC

Les taux de survie au cancer du poumon sont faibles. Le taux de survie à un an au Royaume-Uni est de 27 % pour les hommes et de 30 % pour les femmes, tombant à moins de 10 % à cinq ans. Le pronostic du cancer du poumon est si sombre car plus des deux tiers des patients sont diagnostiqués à un stade tardif alors qu'un traitement curatif n'est pas possible. Un diagnostic précoce et une évaluation de la tolérance au traitement curatif feraient une différence significative dans les taux de survie.

Histologiquement, environ 80 % des cancers du poumon sont des cancers du poumon non à petites cellules (NSCLC). Le principal traitement curatif du NSCLC est la chirurgie. La radiothérapie radicale et la chimioradiothérapie sont d'autres traitements potentiellement curatifs. Ceux-ci conviennent aux patients qui présentent des tumeurs localisées non résécables chirurgicalement en raison de l'implication de structures locales critiques ou d'une maladie médicalement inopérable due à un âge avancé ou à des comorbidités. La radiothérapie vise à délivrer une dose tumorale élevée à la tumeur sans endommager le tissu pulmonaire normal environnant. Une radiothérapie à forte dose améliore le contrôle local mais risque d'induire des effets toxiques dans le tissu pulmonaire normal. Si la toxicité pulmonaire radio-induite pouvait être mieux prédite et surveillée, la radiothérapie radicale pourrait être adaptée à l'individu, ce qui pourrait également avoir l'avantage d'éviter ou de réduire la dose de rayonnement au tissu pulmonaire fonctionnel.

Actuellement, l'évaluation des patients pour la radiothérapie implique des mesures de la fonction pulmonaire pour fournir un indicateur clinique permettant de savoir si le patient tolérerait ou non le traitement et maintiendrait un fonctionnement pulmonaire suffisant après le traitement pour poursuivre les activités de la vie quotidienne sans altération significative. L'étalon-or actuel pour l'évaluation de la fonction pulmonaire est la spirométrie et le transfert de gaz. La spirométrie et le transfert de gaz mesurent la fonction pulmonaire globale mais ne fournissent aucune information sur les différentes régions du poumon ou sur le "cadre" de soutien du poumon, le parenchyme. Les modifications de la fonction pulmonaire mesurées par la spirométrie ou le transfert de gaz ne sont pas en corrélation cohérente avec les symptômes gravité ou refléter une détérioration de la santé du patient. Cette faible relation est probablement due au fait que le poumon est un organe régional complexe où des perturbations localisées de divers facteurs, notamment le débit de gaz (ventilation), le débit sanguin (perfusion) et le transfert de gaz, se combinent pour altérer la fonction respiratoire.

Pour résoudre ces problèmes, nous visons à utiliser l'imagerie par résonance magnétique (IRM) au gaz xénon hyperpolarisé (Xe129) et la tomodensitométrie (TDM) pour décrire les anomalies pulmonaires régionales et structurelles détaillées chez les patients atteints de NSCLC. Les chercheurs mettront en corrélation cette technique avec les scores de spirométrie et de dyspnée de base pour déterminer si la tolérance respiratoire de la radiothérapie est mieux prédite par l'imagerie IRM Xe129 hyperpolarisée. Les chercheurs compareront l'IRM Xe129 hyperpolarisée à l'imagerie standard (scans de médecine nucléaire). Les chercheurs évalueront également les modifications de l'imagerie par résonance magnétique Xe129 hyperpolarisée avant, pendant et après la radiothérapie afin de déterminer si elle améliore l'évaluation des lésions pulmonaires radio-induites. L'IRM a l'avantage d'être exempte de rayonnement ionisant, ce qui la rend sûre et pratique pour des maladies comme le cancer du poumon où des examens de suivi répétés sont nécessaires. L'imagerie par résonance magnétique a une vitesse d'acquisition d'image améliorée par rapport à la tomodensitométrie et à la scintigraphie pulmonaire et offre le potentiel d'une évaluation dynamique des poumons pendant la respiration. En IRM conventionnelle, le signal provient principalement des protons des molécules d'eau des tissus. Par conséquent, l'IRM conventionnelle a une utilisation limitée dans les maladies respiratoires car le poumon a une très faible densité de protons, étant plutôt composé en grande partie d'espaces aériens qui ne génèrent pas de signal MR. Les gaz nobles hyperpolarisés peuvent résoudre ce problème. Le xénon (Xe129) est un gaz noble non réactif ou inerte. Il a un spin nucléaire de ½ permettant une utilisation en IRM pour générer un signal. Xe129 est hyperpolarisé, c'est-à-dire que le spin nucléaire au sein des atomes est augmenté. L'hyperpolarisation augmente le signal MR permettant au gaz Xe129 d'apparaître sur l'IRM. Dans les parties du poumon qui ont une bonne circulation d'air, le gaz Xe129 hyperpolarisé apparaîtra plus et sera vu plus rapidement. De plus, Xe129 se dissout facilement dans le sang où il émet différentes caractéristiques de signal MR. Cette propriété peut être exploitée pour quantifier régionalement à la fois la ventilation et la perfusion dans le poumon, fournissant une évaluation complète de la fonction pulmonaire. Le besoin d'une imagerie fonctionnelle améliorée pour identifier les maladies pulmonaires préexistantes et prédire la tolérance respiratoire des patients atteints de NSCLC pour le traitement par radiothérapie est clair. L'imagerie par résonance magnétique Xe129 hyperpolarisée a le potentiel de mieux informer l'adéquation individuelle des programmes de radiothérapie que les investigations utilisées actuellement. De plus, une imagerie fonctionnelle améliorée est nécessaire pour surveiller la réponse au traitement et permettre d'adapter les régimes de traitement à l'individu. L'imagerie par résonance magnétique Xe129 hyperpolarisée offre le potentiel d'une meilleure détection des lésions pulmonaires radio-induites, inestimable pour le traitement des patients souffrant de lésions radio-induites. Il peut également fournir des informations qui permettraient de planifier la RT de manière à réduire le risque que les patients développent une toxicité pulmonaire induite par les rayonnements (RILT).

Le besoin d'une imagerie fonctionnelle améliorée pour identifier les maladies pulmonaires préexistantes et prédire la tolérance respiratoire des patients atteints de NSCLC pour le traitement par radiothérapie est clair. L'imagerie par résonance magnétique Xe129 hyperpolarisée a le potentiel de mieux informer l'adéquation individuelle des programmes de radiothérapie que les investigations utilisées actuellement. De plus, une imagerie fonctionnelle améliorée est nécessaire pour surveiller la réponse au traitement et permettre d'adapter les régimes de traitement à l'individu. L'imagerie par résonance magnétique Xe129 hyperpolarisée offre le potentiel d'une meilleure détection des lésions pulmonaires radio-induites, inestimable pour le traitement des patients souffrant de lésions radio-induites. Il peut également fournir des informations qui permettraient de planifier la RT de manière à réduire le risque que les patients développent une toxicité pulmonaire induite par les rayonnements (RILT).