Une équipe de l’Institut des Sciences et Technologies de Daegu Gyeongbuk (DGIST) a mis au point une technique novatrice combinant ultrasons et photothérapie, offrant ainsi des possibilités thérapeutiques élargies pour le traitement de diverses pathologies.
La thérapie photothermique (PTT) est une méthode largement utilisée en milieu clinique pour diverses applications, notamment le raffermissement cutané, l’élimination des tatouages par laser et la thérapie anticancéreuse au laser. Son principal atout réside dans sa capacité à cibler sélectivement les lésions à traiter ou à détruire.
Cependant, la PTT présente une limitation majeure : la profondeur de pénétration limitée de la lumière dans les tissus biologiques. En effet, lorsque la lumière traverse les tissus, elle subit une diffusion optique qui altère son trajet et restreint sa pénétration en profondeur.
Pour surmonter cet obstacle, l’équipe du DGIST a développé une approche innovante baptisée ULTRA-PTT (Ultrasound-Assisted Photothermal Therapy). Cette technique repose sur l’utilisation d’ultrasons à haute intensité pour créer des microbulles de gaz dans les matériaux organiques.
Les microbulles ainsi générées jouent un rôle crucial en réduisant la diffusion optique. Elles créent des espaces à travers lesquels la lumière peut passer directement sans réfraction, agissant comme une variante des méthodes de clarification optique. Cette approche permet d’améliorer considérablement la précision de l’administration du rayonnement infrarouge dans les tissus ciblés, augmentant ainsi l’efficacité de la thérapie.
Dans l’optique d’une utilisation clinique, les chercheurs du DGIST ont conçu un appareil portatif composé de quatre éléments principaux :
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1. Le corps principal avec une poignée pour l’utilisateur
2. L’unité de génération d’ultrasons, responsable de la création et du maintien des bulles d’air dans les tissus biologiques
3. L’unité d’irradiation laser, qui délivre la lumière à travers un orifice central en forme d’anneau sur le corps principal
4. Le boîtier contenant un milieu de transmission des ultrasons aux tissus biologiques
Des essais menés sur des souris atteintes de mélanome ont démontré l’efficacité supérieure de l’ULTRA-PTT par rapport à la thérapie photothermique conventionnelle. Alors que cette dernière entraînait une réduction de la taille de la tumeur pendant les deux premiers jours, suivie souvent d’une reprise de la croissance tumorale, le traitement avec le dispositif ULTRA-PTT a permis une réduction continue de la taille de la tumeur, aboutissant à son élimination complète après huit jours.
De plus, les chercheurs ont confirmé l’innocuité de la méthode. Les bulles d’air générées par l’énergie ultrasonore n’ont causé aucun dommage aux tissus biologiques, qui sont revenus à leur état initial après le traitement. Cette observation ouvre la voie à de futures applications chez l’homme.
Le professeur Jin-ho Chang du DGIST indique l’importance de ces travaux : «Cette recherche nous a permis d’appliquer et d’étendre la technologie de clarification optique induite par ultrasons, que nous avons développée, aux dispositifs de thérapie basés sur la lumière. Le dispositif portatif ULTRA-PTT démontre d’excellentes performances thérapeutiques dans les expériences sur les animaux, et a prouvé sa sécurité et son efficacité par l’analyse histologique, montrant ainsi le potentiel de commercialisation de cette technologie propriétaire développée localement.»
Les résultats de cette étude, publiés dans la revue Advanced Optical Methods, ouvrent de nouvelles perspectives pour l’utilisation clinique élargie de la thérapie photothermique. L’ULTRA-PTT pourrait notamment permettre de traiter des zones de tissus plus profondes ou des tumeurs locales, là où la PTT conventionnelle était limitée par sa faible profondeur de pénétration.
