Innovation en médecine nucléaire : les signaux PET dans les tumeurs cérébrales décodés pour la première fois au niveau cellulaire

01.11.2023

Des chercheurs munichois ont mis au point une nouvelle méthode qui permet pour la première fois de visualiser les signaux de substances radioactives dans les cellules du cerveau grâce à la tomographie par émission de positrons (TEP). Dans une étude publiée dans Science Advances, ils ont appliqué cette méthode au glioblastome, la tumeur cérébrale la plus mortelle, afin de pouvoir analyser l'activité des cellules immunitaires. La nouvelle méthode et les résultats sont d'une grande importance pour le diagnostic et le développement du traitement des tumeurs cérébrales ainsi que pour les maladies neurologiques en général.

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Le glioblastome compte parmi les cancers malins du cerveau les plus fréquents chez les adultes. Il se caractérise par sa résistance particulière aux immunothérapies actuelles. Afin de mieux comprendre cette forme de tumeur et de développer des thérapies plus efficaces, les chercheurs se concentrent sur l'environnement tumoral, les tissus dans lesquels la tumeur se développe et croît, et en particulier sur les cellules immunitaires.

Jusqu'à présent, l'identification des cellules immunitaires a représenté un défi considérable. Une méthode de recherche est la tomographie par émission de positrons. Lors d'un examen TEP, de petites quantités de substances marquées radioactivement, appelées traceurs, sont injectées par une veine, se répartissent dans le corps et dans les cellules cérébrales et sont rendues visibles à l'aide d'une caméra TEP. Le biomarqueur devient ainsi perceptible dans les tissus, ce qui permet d'avoir un aperçu de l'activité et du rôle des cellules immunitaires.

"L'interprétation précise des signaux TEP est toutefois rendue difficile par l'hétérogénéité des types de cellules dans l'environnement tumoral", explique le professeur Dr Matthias Brendel, directeur adjoint de la clinique et polyclinique de médecine nucléaire de l'hôpital LMU de Munich. L'équipe de Brendel a donc développé une nouvelle méthode pour résoudre les signaux du traceur TEP au niveau cellulaire. La méthode consiste en l'injection de radiotraceurs suivie de l'isolement et de la mesure des cellules. Cela permet d'attribuer les signaux de traceur PET au niveau cellulaire dans les glioblastomes, et peut donc résoudre la contribution et le rôle des cellules immunitaires.

Le rôle de la protéine translocatrice

Grâce à cette méthode, il a désormais été possible de clarifier, par exemple, le rôle des cellules immunitaires en relation avec la protéine translocatrice dans le glioblastome. "Il s'est avéré que la protéine translocatrice n'est pas un biomarqueur spécifique des cellules immunitaires, mais que la majeure partie du signal TEP est due aux cellules tumorales", explique Laura Bartos, étudiante en médecine humaine et première auteure du travail. "Nous avons pu détecter environ 90 pour cent des plus de 7.000 protéines analysées dans les cellules tumorales et les cellules immunitaires. Mais nous étions particulièrement intéressés par les protéines qui n'apparaissent que dans les cellules immunitaires", explique Bartos. "Nous y sommes parvenus, nous avons pu déterminer des protéines cibles qui, dans le tissu malade, étaient fortement décelables dans les cellules immunitaires, mais pas dans les cellules tumorales". L'équipe espère que cela permettra de développer de nouveaux radiotraceurs afin de suivre la réaction des cellules immunitaires. "Les premiers résultats sont très prometteurs", affirme Brendel.

Enfin, ils ont utilisé l'histologie 3D, un examen tridimensionnel d'un échantillon de tissu, pour examiner le tissu tumoral dans son ensemble et classer les signaux PET dans le contexte du nombre de cellules détectées. "En somme, nous pouvons voir si le signal TEP peut être expliqué par l'enregistrement cellulaire ou dans quelle mesure d'autres facteurs, comme une barrière hémato-encéphalique endommagée, contribuent également au signal", résume Bartos à propos de cette partie de l'expérience.

Application aux maladies neurologiques

a nouvelle méthode n'est pas seulement précieuse pour le diagnostic et les approches thérapeutiques des tumeurs cérébrales. "Grâce à cette méthode, le PET permet de résoudre tous les signaux qui peuvent être générés dans le cerveau", explique Brendel. "Elle est par exemple déjà utilisée par notre groupe de travail dans la recherche sur la maladie d'Alzheimer, pour étudier le dépôt de la protéine tau au moyen de la technologie TEP". Cette nouvelle méthode constitue donc une innovation importante pour l'ensemble de la recherche neurologique.

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