Des scientifiques sud-coréens créent un laser d'une puissance inégalée et voilà à quoi ça pourrait nous servir

Atlantico : Des scientifiques sud-coréens sont parvenus à créer un laser d'une puissance inégalée. L'équipe de recherche de Chang-hee Nam, physicien des plasmas et professeur au Gwangju Institute of Science & Technology, a publié une étude dans la revue Optica. Après dix ans de travaux, ils ont pu générer un laser d'une intensité record de plus de 10²³ watts par centimètre carré. L'intensité de ce faisceau laser est comparable à la puissance combinée de toute la lumière du soleil sur toute la planète, mais contenue dans la taille d'un grain de poussière ou d'un seul globule rouge. Quels sont les principaux enseignements de cette découverte ? Quelles sont les caractéristiques et les spécificités de ce laser et de cette innovation ?

Dr Ilan Darmon : Il est très intéressant de voir que la science permet de générer de très fortes énergies grâce à cette découverte. Cela peut avoir plusieurs impacts. Les scientifiques sont arrivés à reproduire un certain type d’énergie cosmique d’une certaine façon qu’on n’imaginait pas pouvoir réaliser jusqu’à ce jour. Cette découverte ouvre une porte vers la thérapeutique. Les fortes énergies permettent, notamment pour le traitement du cancer, de traiter la maladie en détruisant les cellules par ces forts rayonnements de façon non invasive.  

Pour obtenir cet effet, Chang-hee Nam et ses collègues du laboratoire du Center for Relativistic Laser Science (CoReLS) ont construit une sorte de parcours d'obstacles pour que le faisceau laser passe à travers pour amplifier, réfléchir et contrôler le mouvement des photons qui le composent. Le contrôle du front d'onde de ce laser était crucial pour s'assurer que l'équipe pouvait réellement concentrer sa puissance. Chang-hee Nam a précisé que la conception du laser à très haute puissance avait joué un rôle dans cette découverte en aidant à éliminer les distorsions du faisceau tandis que les miroirs déformables permettaient d'avoir « une mise au point extrêmement précise ». Quelles peuvent être les applications d’une telle avancée sur le plan de l’imagerie médicale ? Des solutions peuvent-elles être apportées grâce à cette découverte pour lutter contre certaines maladies comme le cancer notamment ?

Un impact thérapeutique est en effet envisageable. Aujourd’hui notamment dans le cancer, pour traiter les tumeurs cancéreuses, on utilise différents types de rayonnements que ce soit des photons, des électrons ou des protons notamment qui vont en fait déposer de l’énergie au niveau de l’ADN cellulaire afin de bloquer les lésions irréversibles et qui ne seront pas réparées par notre organisme. De ce fait, cela va détruire les cellules cancéreuses, la tumeur dans son ensemble.

Ce qui est très intéressant dans cette découverte c’est la précision de ces faisceaux lasers qui sont d’une précision extrême et par le rayonnement qu’ils vont générer. Ils vont générer des protons. En radiothérapie, on peut être amené à utiliser des protons qui ont une propriété physique qui font qu’ils vont déposer l’énergie à une certaine profondeur donnée et s’arrêter net au contact au moment de cette interaction sans diffuser autour.

L’impact thérapeutique est d’autant plus intéressant que le fait de ne pas diffuser autour va épargner les structures saines et les organes sains environnants. De ce fait, cela va limiter les effets secondaires que peuvent avoir aujourd’hui les traitements plus conventionnels sur les organes adjacents.  

La protonthérapie est un nouveau traitement du cancer qui dirige des faisceaux de protons chargés positivement vers les tumeurs des patients à l'aide d'un accélérateur. Y-a-t-il un défi et une limite technique suite à cette découverte de l’équipe coréenne et suite à cette perspective nouvelle sur leur découverte liée à ce laser ?  

Trois centres de protonthérapie existent en France. Ce sont des installations qui sont très lourdes et très volumineuses. Cela nécessite un certain volume d’espace pour mettre en place ces techniques avec la mise en place de cyclotron, des salles qui sont reliées…

L’avancée, telle qu’elle est décrite, semble très prometteuse dans le sens où nous arrivons à réduire cette nécessité d’espace pour pouvoir avoir un traitement ultra précis  Les protons étaient évoqués, on les compare un peu aux photons que l’on considère comme étant un peu plus volatiles. Ils vont déposer un peu au-delà de la cible une certaine dose. Il y a aussi des techniques modernes de radiothérapies très ciblées, notamment en stéréotaxie qui permettent d’avoir un gradient très resserré et d’avoir une extrême précision pour délivrer des doses très fortes jusqu’à dix fois supérieures à une thérapie standard.

L’évolution technologique elle est dans les différents domaines de la médecine, de la physique. L’intérêt, là, est d’avoir à disposition un matériel beaucoup moins volumineux pour traiter avec un effet très localisé et très performant.

Cela permettrait de généraliser d’autant plus la technique et la rendre beaucoup plus disponible qu’elle ne l’est actuellement.

Cette découverte coréenne pourrait-elle se démocratiser réellement ou des freins logistiques, techniques ou médicaux risquent-ils de freiner cette avancée ?  

Que ce soit en France ou dans le monde, c’est une médecine qui est basée sur des preuves scientifiques. Chaque avancée technique doit démontrer son efficacité sur le plan clinique et au quotidien, tant leur efficacité que leur innocuité.

Cela passe par des essais cliniques dans lesquels on va pouvoir évaluer la faisabilité, la tolérance, l’absence de toxicité et aussi l’efficacité.  

On pourra difficilement se passer de cette étape-là avant de proposer ce type de traitement aux patients. Avant toute chose, il faut s’assurer de l’efficacité. Cela ne serait pas éthique de proposer une technologie qui ne puisse pas être aussi efficace que ce que l’on connaît déjà aujourd’hui.

Nous vivons dans une période où l’évolution est exponentielle. Les évolutions techniques, technologiques, les découvertes sont pleines d’espoir tant pour le futur, que pour les générations actuelles, pour que nos patients puissent bénéficier de ces techniques. Il faut malgré tout rester prudent dans chaque suspicion de découverte. On ne peut pas amener une technique sur un plateau en évoquant le fait que cela soit révolutionnaire sans en avoir fait la preuve. La crise du Covid-19 l’a démontré, avec certains médicaments qui ont été décrits comme « miraculeux » et finalement on est revenu dessus parce que l’on a été un peu trop vite. Il est donc bien important de prendre le temps qu’il faut pour mettre en place ces études. Sur le papier, telle que cette découverte est exposée, c’est très prometteur.  

Le Dr Ilan Darmon est oncologue radiothérapeute à l'Institut de Radiotherapie et de Radiochirurgie Hartmann.