Nouvelle méthode d'administration de lumière pour effectuer une thérapie photodynamique transbronchique pour le cancer du poumon périphérique

L'objectif principal de cette recherche est le développement d'un mode innovant de thérapie photodynamique (PDT) appliqué aux tumeurs pulmonaires périphériques. Les traitements actuels des tumeurs du poumon, y compris le cancer primitif du poumon ou les tumeurs métastatiques des poumons, impliquent la chirurgie, la chimiothérapie (y compris ciblée et immunothérapie) et la radiothérapie. Le choix du traitement dépend de facteurs tels que la taille de la tumeur, l’invasion, les caractéristiques génétiques et l’état de santé général du patient.

Pour les tumeurs pulmonaires périphériques à un stade précoce, des efforts continus sont déployés pour développer des modalités de traitement mini-invasives afin de remplacer les méthodes chirurgicales actuelles. Des techniques telles que l'ablation par radiofréquence (RFA) percutanée ou guidée par tomodensitométrie guidée par bronchoscopie, l'ablation par micro-ondes et la thérapie photodynamique sont activement en recherche et développement. La thérapie photodynamique utilise des médicaments photosensibilisants spéciaux absorbés sélectivement par les cellules cancéreuses, suivis d'une exposition à une lumière de longueurs d'onde spécifiques, déclenchant une réaction qui détruit les cellules cancéreuses.

Bien que la thérapie photodynamique ait réussi à traiter le cancer du poumon des voies respiratoires centrales à un stade précoce ou les tumeurs avancées provoquant une obstruction des voies respiratoires, elle présente des limites. La pénétration de la lumière est restreinte, ce qui entraîne une plage de traitement d'environ 1,5 à 2 centimètres de diamètre. De multiples guidages et traitements lumineux sont nécessaires pour couvrir la totalité de la tumeur, augmentant ainsi la difficulté technique de la procédure.

La lumière se déplace en ligne droite et subit une pénétration, une absorption et une réflexion lorsqu'elle rencontre des interfaces tissulaires, limitant ainsi sa pénétration dans les tissus. Le Dr Friedberg aux États-Unis a proposé un nouveau mode d'éclairage en 2003, utilisant des matériaux à indices de réfraction élevés, tels que l'huile minérale (indice de réfraction d'environ 1,47), pour permettre la conduction de la lumière dans la trachée et les bronches. Cependant, l’huile minérale est nocive pour les tissus pulmonaires et entraîne de graves complications si elle est inhalée par inadvertance dans les voies respiratoires.

Dans cette étude, le Lipiodol, un agent de contraste ayant un indice de réfraction de 1,47, a été considéré comme une alternative potentielle à l'huile minérale. Le lipiodol est un mélange d'huile de graines de pavot et d'ions iode et est couramment utilisé en lymphographie ou pour le traitement par embolisation des tumeurs hépatiques. Il est utilisé depuis des années dans la pratique clinique pour l’instillation bronchoscopique comme moyen de visualiser et de localiser les tumeurs pulmonaires.

Sur la base de ces considérations, l’équipe de recherche a émis l’hypothèse qu’en utilisant la bronchoscopie de navigation électromagnétique pour instiller du Lipiodol dans la trachée proximale du segment pulmonaire contenant la tumeur, la tumeur pourrait être complètement entourée de Lipiodol. Une luminothérapie ultérieure dans la trachée proximale éclairerait alors le tissu pulmonaire contenant du Lipiodol, y compris le tissu tumoral, alimentant les vaisseaux sanguins, et le tissu lymphatique, tuant sélectivement le tissu tumoral et les micro-métastases précoces potentielles.

L'équipe de recherche a mené des essais précliniques en utilisant un modèle porcin, confirmant que le Lipiodol pouvait être instillé dans la tumeur périphérique du poumon par bronchoscopie. De plus, la luminothérapie avec les réglages d'énergie actuels (200 J/cm, 400 mW/cm, 500 secondes) dans le tissu pulmonaire injecté par Lipiodol s'est avérée sûre.

Un essai clinique multicentrique aux États-Unis (ClinicalTrials.gov Identifiant : NCT02916745) a exploré la PDT pour les tumeurs pulmonaires périphériques. Photofrin a été injecté par voie intraveineuse 48 heures avant le traitement, et sous la direction d'une bronchoscopie de navigation électromagnétique et d'une échographie bronchoscopique, la fibre lumineuse a été insérée dans le site tumoral pour la PDT avec un réglage d'énergie de 200 J/cm, 400 mW/cm, 500 secondes. L'essai, en janvier 2019, incluait cinq patients sans rapport de complications graves, ce qui indique la sécurité et la faisabilité initiales. S'appuyant sur cet essai et sur le nouveau mode d'éclairage PDT proposé par l'équipe, un essai clinique humain de phase I a été lancé en octobre 2021 et se poursuit jusqu'en février 2022. Trois cas ont été traités et les premières observations suggèrent la sécurité et la faisabilité. Malheureusement, un patient a succombé à une pneumonie obstructive six semaines après le traitement en raison de la progression rapide de la maladie, mais cela n'a pas été considéré comme une complication liée au traitement.

Bien que l’efficacité du traitement n’ait pas été aussi efficace que prévu, d’autres essais cliniques sont nécessaires pour déterminer le dosage d’éclairage optimal. Dans l'essai en cours (NCT02916745), deux cas ont reçu plusieurs traitements par lumière provenant de différentes directions sans complications significatives. Un rapport de cas du Dr Allison a démontré une PDT bronchoscopique réussie et sans complication avec deux traitements légers à 48 heures d'intervalle chez un patient inéligible aux traitements standards.

La prochaine phase d'essais cliniques est proposée sur la base de l'essai de traitement à lumière unique mené par l'équipe en 2022, visant à évaluer la sécurité et l'efficacité en utilisant plusieurs traitements par lumière dans différentes directions et une dose supplémentaire 48 heures plus tard. Cette étude servira de référence pour la dose minimale d'éclairage de base (NOAEL) et la dose efficace possible pour les futurs essais cliniques de phase I.