Vers un diagnostic plus précis du cancer grâce à l’imagerie 3D

Établir des diagnostics plus précis des cancers de la thyroïde sans endommager les tissus: c’est le pari que se sont lancé plusieurs chercheurs de l’Empa. Leur réussite? Le développement d’une nouvelle méthode d’imagerie histopathologique non invasive en trois dimensions (3D), combinant radiographie avancée et intelligence artificielle (IA).

Grâce à cette innovation, les tissus tumoraux n’ont plus besoin d’être prélevés, découpés et examinés en 2D sous microscope. À la place, la micro-tomographie par rayons X à contraste de phase (micro-CT) permet de visualiser avec une extrême précision les variations les plus subtiles des tissus mous, explique un communiqué. Les images tridimensionnelles obtenues peuvent ensuite être explorées virtuellement à l’écran, pivotées sous tous les angles et analysées à l’aide d’algorithmes d’apprentissage automatique afin d’identifier d’éventuelles modifications pathologiques.

«L’échantillon reste ainsi disponible pour d’autres analyses de biologie moléculaire», souligne Robert Zboray, chef de groupe au Centre d’analyse radiologique de l’Empa et concepteur de cette technologie.

Zboray a mené ces recherches en collaboration avec des pathologistes de l’Université de Berne, avec un objectif clair: améliorer le pronostic des patients grâce à un diagnostic plus précis et une prise en charge personnalisée. Cette avancée pourrait permettre, selon les cas, d’éviter des traitements inutiles (surthérapie) tout en détectant et traitant plus rapidement les cancers à haut risque.

Pour tester leur méthode, Zboray et son équipe, en partenariat avec l’Université et l’Hôpital universitaire de Berne, ont analysé un échantillon de tumeur thyroïdienne provenant d’un patient récemment décédé. En 2011, ce patient avait été hospitalisé pour une tumeur jugée bénigne, qui est réapparue plus tard sous une forme maligne. «L’analyse classique des coupes a conduit à passer à côté d’intrusions capsulaires profondes dans les tissus, que nous avons pu identifier a posteriori grâce à notre méthode», explique Zboray.

À la suite de cette découverte, une étude rétrospective à l’échelle européenne a été lancée pour examiner d’autres cas similaires.

Pour Zboray, cette nouvelle méthode d'imagerie vient compléter les techniques déjà en place: «Dans le quotidien médical, les procédures établies sont bien ancrées. Notre technologie ne doit pas perturber ces processus, mais apporter une valeur ajoutée.»

L’équipe de recherche explore désormais l’application de cette technique au diagnostic d’autres types de cancers, notamment ceux de la prostate et du poumon. Des essais sont déjà en cours pour analyser la formation de métastases du cancer du côlon.

«Si nous parvenons à mettre en corrélation les “empreintes digitales” moléculaires des cellules tumorales avec les caractéristiques microscopiques observées en imagerie, nous pourrions, à terme, relier directement notre technologie aux modifications génétiques sous-jacentes», conclut Zboray, qui souhaite notamment remplacer les analyses moléculaires complexes par des procédés d'imagerie simplifiés.