Combattre le cancer du pancréas avec des ordinateurs et des lasers

Une détection plus rapide et une chirurgie moins invasive offrent des espoirs de progrès contre une des principales maladies mortelles en Europe, le cancer du pancréas.

Lorsque le Dr John Hermans rencontre un patient atteint d’un cancer du pancréas dans son hôpital, il doit se ressaisir.

Les patients atteints de ce type de tumeur sont souvent diagnostiqués trop tard pour les sauver. En moyenne, seulement 25 % survivent un an et seulement 12 % sont encore en vie après cinq ans.

Tueur majeur

« L’une des difficultés avec ces patients est que vous avez très rarement de bonnes nouvelles », a déclaré Hermans, clinicien au centre médical universitaire Radboud, également connu sous le nom de Radboud UMC, aux Pays-Bas.

Il fait partie d’un projet financé par l’UE visant à exploiter l’intelligence artificielle (IA) pour améliorer les perspectives des personnes atteintes d’un cancer du pancréas.

Appelé PANCAIM, le projet s’appuie sur l’apprentissage automatique pour examiner les analyses des patients et les échantillons de tissus ainsi que l’ADN du cancer. L’initiative de quatre ans devrait s’achever en décembre 2024.

Le pancréas est une glande en forme de poire, mesurant environ 12 à 15 cm de long, située près de l’estomac et du foie. Il aide à la digestion et à la régulation du taux de sucre dans le sang.

En 2020, le cancer du pancréas a tué plus de 132 000 personnes en Europe, selon une étude. Le risque de développer un cancer du pancréas en Europe est de 2,31 pour 100 000 personnes.

Bien que peu comprises, les causes peuvent inclure l’héritage génétique, le tabagisme, l’obésité et/ou l’âge.

Signes cachés

Parce que la maladie s’est déjà trop propagée puisqu’elle est détectée chez environ 80 % des patients, une intervention chirurgicale qui pourrait leur sauver la vie est impossible.

« La seule option pour guérir le patient est d’éliminer la tumeur, mais cela n’est possible qu’avec environ 1 patient sur 5 », a déclaré Hermans.

Les personnes atteintes d’un cancer du pancréas reçoivent souvent une chimiothérapie intense, qui est physiquement exigeante. Même avec la chimiothérapie, les taux de réponse sont faibles et cela ne fait que ralentir la maladie.

« Le problème du cancer du pancréas est un diagnostic tardif, de mauvais résultats et l’absence de chimiothérapie curative », a déclaré Hermans.

Dans le cadre du PANCAIM, des informaticiens et des médecins se sont associés pour collecter des milliers d’analyses de patients et former l’IA à reconnaître les premiers signes du cancer du pancréas.

L’équipe affirme avoir progressé avec un programme d’IA qui examine automatiquement les résultats des tomodensitométries Ctor.

« Cela semble tout à fait capable d’aider à détecter plus tôt le cancer du pancréas », a déclaré Henkjan Huisman, professeur d’imagerie médicale et d’IA à Radboud UMC qui travaille en étroite collaboration avec Hermans au PANCAIM.

Espoir high-tech

Les patients atteints d’un cancer du pancréas ne présentent souvent aucun symptôme pendant une longue période. Et même lorsque des signes apparaissent, ils peuvent être aussi subtils que de la fatigue ou une indigestion.

De plus, lorsqu’une personne passe un examen à l’hôpital, le cancer passe facilement inaperçu.

« La tumeur peut être visible sur les premiers scanners, mais elle passe inaperçue dans environ 40 % des cas », a déclaré Hermans.

Le projet rassemble des images numériques de tissus de patients prélevés lors d’une intervention chirurgicale ou par une biopsie à l’aiguille.

Ces diapositives montrent des millions de cellules qu’un pathologiste doit examiner attentivement à la recherche de signes de cancer. Il s’agit d’un travail minutieux et les petites anomalies passent facilement inaperçues.

C’est là que l’IA peut faire une grande différence.

« L’IA peut faire des choses que les humains ne peuvent pas faire, comme repérer quelques cellules parmi un milliard ou se concentrer sur de minuscules structures », a déclaré Huisman.

Il peut également facilement compter les types de cellules, ce qui est extrêmement difficile à faire pour un humain.

Le projet convertit les lames de tissus des patients atteints de cancer en images, puis recherche des empreintes révélatrices qui pourraient permettre à l’IA de détecter le cancer plus tôt.

Terminateur de tumeur

Plus une tumeur est détectée tôt, plus grandes sont les chances qu’elle puisse être éliminée au laser plutôt qu’à la chirurgie.

Les lasers sont au centre des préoccupations du Dr Francesco Di Matteo. C’est un clinicien italien qui a innové en guidant un mince câble à fibre optique vers les tumeurs du pancréas d’un patient pour les détruire avec un minuscule laser.

La technique est actuellement perfectionnée par le Dr Paola Saccomandi, ingénieur biomédical à l’Université polytechnique de Milan en Italie, dans le cadre d’un autre projet de recherche financé par l’UE.

Baptisé LASER OPTIMAL, le projet devrait s’achever en avril 2024 après six ans.

« La lumière du laser atteint les cellules tumorales et les tue », a déclaré Saccomandi.

Ses recherches ont utilisé des études en laboratoire sur des animaux et des calculs numériques pour évaluer la quantité d’énergie qui devrait être envoyée sur une tumeur d’une taille et d’un emplacement donnés.

Traitement de précision

Dans une étude en cours avec Di Matteo, huit patients atteints d’un cancer du pancréas ont jusqu’à présent fait scanner leurs tumeurs par imagerie par résonance magnétique, ou IRM. Des calculs ont ensuite été effectués pour chaque patient.

Cela indiquait au chirurgien où et combien diriger vers la tumeur du patient. Dans le cadre d’une nouvelle approche de surveillance, la température de la tumeur a été suivie afin d’atteindre la température optimale pour détruire les cellules cancéreuses.

Tout aussi important, le laser doit éviter autant que possible de tuer les tissus sains.

« Le pancréas possède de nombreux vaisseaux sanguins importants », a déclaré Saccomandi. « Nous devons être sûrs que la lumière laser n’endommage pas les vaisseaux sanguins et ne provoque pas de saignements. »

Son objectif est d’augmenter l’efficacité du laser en tant que thérapie.

L’idée ici est d’insérer dans le tissu cancéreux de minuscules tiges métalliques, qui s’échauffent ensuite lorsqu’elles sont touchées par un laser et tuent les cellules tumorales proches d’elles.

« Étant donné que les nanoparticules sont délivrées uniquement à la tumeur, nous pouvons améliorer la sélectivité du traitement », a déclaré Saccomandi.

Cela signifie moins de dommages thermiques indésirables aux cellules saines. Ce n’est pas encore prêt pour les patients et reste un travail en cours.

Il est difficile d’exagérer l’importance de ce que PANCAIM et LASER OPTIMAL s’efforcent de faire : permettre de détecter plus tôt le cancer du pancréas grâce à l’IA et de traiter ces maladies grâce à l’utilisation du laser.

« Cela pourrait sauver beaucoup de vies », a déclaré Hermans du PANCAIM.