L'antimatière contre le cancer

Tenter de vaincre le cancer par la radiothérapie consiste à vouloir empêcher les cellules cancéreuses de se reproduire et donc de les éliminer en les soumettant à un faisceau de particules. Des travaux menés sur l'antimatière pourraient également être appliqués à la médecine et devenir de nouveaux outils de soin.

La radiothérapie vise à détruire les cellules atteintes. Ici, avec l'accélérateur de particules Clinac 2100 C de la polyclinique de Courlancy, à reims. Photo © DR

Actuellement, on dispose de plusieurs formes de radiothérapie dont la protonthérapie qui vise à détruire les cellules cancéreuses par l'émission de protons, sans endommager les tissus sains.

Le mécanisme parait complexe mais il est simple. Le faisceau de protons, qui sont des particules lourdes et chargées, est dirigé sur la zone à traiter. Son action n'atteint pas les tissus superficiels, donc ne crée aucun désagrément sur la peau. En fait, c'est seulement sur le dernier millimètre de sa course qu'il est actif. En calculant bien son énergie de départ, on peut prévoir une longueur précise du faisceau pour le conduire directement sur les cellules malades.

Plus efficace que la radiothérapie par rayons X, cette solution n'est pas parfaite puisque les tissus qui entourent les cellules cancéreuses sont malgré tout un peu endommagés.

Une nouvelle solution : l'antimatière

Avant de parler de ce projet, essayons de définir ce qu'est l'antimatière.
Lorsque l'électron a été découvert, les physiciens se sont heurtés à un problème de description. Impossible, aux yeux de la physique, d'en donner une description valable sans lui trouver une particule jumelle, identique à lui, mais avec une charge électrique opposée.
Cette particule jumelle est née, c'est l'antiélectron.

Prenez une feuille de papier et perforez-la : vous obtenez dans une main un confetti et dans l'autre la marque da la perforation, un trou vide. Schématiquement, votre confetti est l'électron de la matière et le trou est l'antiélectron de l'antimatière. Et cela est valable pour toutes les particules qui composent la matière, les électrons, les protons et les neutrons.
Avec leurs particules jumelles, les antiélectrons les antiprotons et les antineutrons, est donc née l'antimatière. Une preuve de son existence, on peut la créer !

Une équipe du laboratoire du CERN (le plus grand centre d'étude pour la physiquedes particules), a lancé en 2003 une expérience nommée ACE (Antiproton Cell Experiment), afin de connaitre les effets biologiques des antiprotons. Le but de cette expérience est donc de savoir si l'antimatière peut être utilisée pour traiter le cancer. Et pour le vérifier, la solution la plus efficace est de comparer ses effets avec ceux causés par la matière (protonthérapie).

Les chercheurs du CERN responsable du projet. De gauche à droite : M. Holzscheiter et ses collègues N. Bassler et H. Knudsen, devant l'expérience ACE. Photo © CERN

Cette expérience semble tenir dans un bocal, mais elle nécessite malgré tout un appareillage lourd.

Pour comparer les deux méthodes, les chercheurs du CERN ont simulé une coupe du tissu humain par des tubes remplis de cellules vivantes de hamster en suspension dans de la gélatine. Ensuite, ces cellules sont soumises à un faisceau de protons puis à un faisceau d'antiprotons.

Pour savoir quel procédé est le plus efficace, il suffit de compter le nombre de cellules vivantes après les émissions, et ce à différentes profondeurs.

Vous vous demandez comment cette idée d'utiliser des antiprotons pour irradier des cellules cancéreuses est née ?
Les chercheurs comptaient sur les propriétés de l'antimatière. En effet, quand des particules de matière et d'antimatière se croisent, elles s'annulent, suite à quoi leur masse se transforme en énergie.
Donc concrètement, ils imaginaient que les antiprotons pouvaient neutraliser une partie du noyau de la cellule atteinte. De plus, l'énergie résultant de l'annulation antiproton-cellule cancéreuse, peut fragmenter les antiprotons et les projeter sur les cellules voisines, donc de les anéantir également.

Des résultats plus qu'encourageants

Suite à cette expérience, il est possible d'affirmer que les antiprotons sont quatre fois plus efficaces que les protons pour détruire les cellules cancéreuses. Cela signifie que pour détruire un nombre égal de cellules dans une zone donnée, il faut quatre fois moins d'antiprotons que de protons. De plus, il semble que les antiprotons conservent davantage les tissus sains, point essentiel, surtout pour traiter les cancers récidivistes.

Malgré le caractère exceptionnel de cette découverte, nous ne sommes pas prêts de la voir mise en œuvre. Les procédures de validation des nouveaux traitements médicaux sont toujours très longues. Donc si aucun problème ne survient d'ici là, la première application clinique pourrait se faire d'ici une dizaine d'années.

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