Dr Mark Torchia

Directeur exécutif Centre for the Advancement of Teaching and Learning- Université du Manitoba
Le chercheur du mois: 
Aug 2017

La saga du NeuroBlate® 

L’idée du NeuroBlate®, une sonde laser dirigeable à pointe fine conçue pour soigner les tumeurs cérébrales inopérables, est née il y a un certain temps, pas si lointain, dans une cafétéria d’hôpital, à Winnipeg, au Manitoba. 

Ce jour-là, à l’Hôpital St-Boniface, le neurochirurgien Michael West a invité son collègue, le Dr Mark Torchia, à voir un nouvel outil chirurgical avec lequel il serait possible de faire une biopsie de tissus cérébraux en passant par un petit trou percé dans le crâne. La technique était révolutionnaire pour l’époque, et permettait d’éliminer les risques qu’encourt la procédure à crâne ouvert.

Ensuite les deux médecins ont discuté le coup devant un café; ils ont échangé sur l’avenir  de la neurochirurgie. Tous deux étaient conscients de la calamité qui s’abat sur le patient atteint d’une tumeur cérébrale inopérable à cause du glioblastome multiforme, une forme de cancer agressif et fatal.

Ne serait-ce pas formidable, rêvait Torchia, chirurgien chercheur au centre de recherche Albrechtsen, à l’Hôpital St-Boniface, si l’on pouvait traiter les lésions cérébrales inatteignables à l’aide d’un instrument capable de visiter le cerveau grâce à une petite perforation?

« Ça a été le point de départ de l’aventure, observe-t-il, tout en considérant les 30 dernières années de tentatives à transformer ce rêve en réalité. Je savais que pour procéder à une telle intervention adéquatement, il fallait qu’elle soit le moins invasive possible, et il fallait un mécanisme de feedback qui permettrait aux chirurgiens de voir le déroulement progressif de la thérapie. »

Fort de sa petite subvention du Conseil national de recherches Canada, Torchia s’est mis à l’ouvrage, mais l’évidence que la technologie disponible n’était pas à la hauteur s’est vite imposée. L’idée était trop novatrice pour son temps. Les progrès relatifs au laser à fibre optique et à l’imagerie par résonance magnétique (IRM) prenaient à peine leur envol, » dit-il.

« Il allait falloir attendre que la technologie puisse nous rattraper, mais nous avons persisté dans la création de prototypes. »

Il s’est rendu compte qu’il avait besoin d’un modèle de recherche en laboratoire qui puisse attirer des investisseurs. La démarche s’est avérée plus ardue qu’il ne l’avait anticipée. « C’est une chose de monter un projet formidable en laboratoire, mais c’est une autre affaire de le convertir en quoi que ce soit qui, une fois entre les mains du chirurgien, sera concrètement bénéfique pour les patients. Il faut pousser les étapes un cran plus loin et, parfois, c’est le plus difficile. »

Heureusement, lui et son équipe ont réussi. Le prototype a su attirer des subventions de 1,5 million de dollars à la fondation pour la recherche de l’Hôpital St-Boniface et des investisseurs locaux qui y ont suffisamment cru pour délier les cordons de leurs bourses.

« Ça a été tout un boost, » dit-il. Avec l’injection de ces subventions, son équipe a mis au point un prototype préclinique. À la fin des années 1990, lorsque la technologie a pu épouser le concept, le prototype a attiré un octroi de 7,5 millions de dollars provenant de la Banque de développement du Canada (BDC) et des investisseurs spécialisés en capital-risque.

L’équipe a continué de peaufiner le dispositif jusqu’à ce qu’il soit prêt pour l’essai clinique.

Torchia a ressenti des « moments de terreur et d’extase » quand le dispositif a été utilisé pour la première fois pour traiter un patient à la clinique de Cleveland. « Vous êtes absolument certain que les processus d’ingénierie sont exacts, dit-il, mais arrive toujours ce moment désarmant où vous vous dites, maintenant, on va vraiment percer un trou pour faire passer ce dispositif dans la tête de quelqu’un. Vous êtes la proie à toutes sortes d’émotions fortes, et confus par rapport à ce qui va passer. »

Avec NeuroBlate®, les neurochirurgiens peuvent atteindre des parties cérébrales auxquelles personne n’a eu accès jusqu’à présent – avec ou sans anesthésie. Quelques instants après une chirurgie, le patient s’est levé de la table d’opération, et est allé aux toilettes. « C’était surréel! »

Que les patients sautent de la table d’opération, ou quittent l’hôpital moins de 24 heures après la chirurgie cérébrale, ils se rétablissent promptement puisque la procédure est à peine invasive, et même la réadaptation est de courte durée. Durant l’ablation des tissus au laser, il semble que les tumeurs relâchent des substances antigéniques dans le cerveau qui pourraient activer une réponse immunitaire bénéfique.

Voici comment ça marche!

Les chirurgiens introduisent la sonde laser dirigeable NeuroBlate® dans le crâne en faisant une petite perforation. Guidés par le scanning produit par l’IRM en temps réel, et grâce à un logiciel de navigation sophistiqué, ils glissent la sonde vers la tumeur cérébrale. La thérapie au laser thermique interstitielle, (TLTI), est activée et expose à une dose létale de chaleur, générée par le laser, les cellules cancéreuses profondément incrustées dans le cerveau, tuant la tumeur de l’intérieur vers l’extérieur.

Utilisant une métaphore, disons que l’énergie du laser mange la chair contenue dans la « pomme » mais laisse intact la « pelure », protégeant les tissus encore sains demeurés en dehors de ses frontières, explique Torchia.

NeuroBlate®, « voit » les images progressives de la tumeur cérébrale que projette l’IRM en temps réel en analysant la vibration des molécules d’eau que contiennent les cellules. La fréquence des vibrations change quand les cellules chauffent ou se refroidissent. En lisant les changements dans les vibrations (fréquence de résonance protonique), NeuroBlate® produit des cartes thermales qui permet aux chirurgiens de se guider.

Quelque 50 de ces dispositifs sont utilisés dans toute l’Amérique du Nord dont trois au Canada. Les scientifiques poursuivent leur investigation à savoir si la TLTI serait bénéfique pour traiter d’autres troubles cérébraux tel que l’épilepsie réfractaire et les cancers d’autres parties du corps. 

En 2016, les chercheurs Torchia et Richard Tyc, l’ingénieur qui a mis au point la technologie du dispositif NeuroBlate®, ont reçu le Prix du Gouverneur Général pour l’Innovation. En 2015, ils recevaient le Prix d’Innovation Ernest C. Manning avec les 100 000 $ qui l’accompagnent.

Torchia, professeur agrégé en chirurgie à la faculté de médecine de l’Université du Manitoba, est actuellement le directeur exécutif du Centre for the Advancement of Teaching and Learning, à l’Université du Manitoba. Tyc est le vice-président de la section technologie et avancement, à Monteris Medical, une entreprise dérivée créée en 1999 pour soutenir la mise au point de NeuroBlate® et d’autres appareils technologiques chirurgicaux.

Selon une étude récente, environ 60% des patients ayant subi le traitement NeuroBlate® étaient originellement considérés inopérables, explique Torchia. « Quand je regarde les images des sections où les thérapies ont été effectuées, j’ai des palpitations cardiaques! Voir les patients continuer à se rétablir après la chirurgie, et survivre, est encore plus saisissant. »