PHOTONS
Automne 2003
Contexte
La biophotonique
La biophotonique, c’est-à-dire l’application de la
science et de la technologie de la photonique aux
sciences de la vie, est un domaine en plein essor
dont les retombées en médecine clinique, en
biologie et en biotechnologie sont nombreuses et
variées. Des travaux sont déjà en cours pour
améliorer la détection précoce et le traitement du
cancer, pour augmenter la résolution en
microscopie, pour imager de la façon la moins
invasive possible les fonctions tissulaires et pour
guider les médecins lors de chirurgies et de
traitements. Les recherches permettent aussi de
mettre au point des instruments qui sondent les
gènes dans les cellules et qui repèrent la
présence de produits chimiques dangereux ou
d’agents pathogènes dans l’environnement.
L’ICIP joue un rôle de premier plan en favorisant
le développement de la biophotonique au Canada
grâce à son réseau national de chercheurs et à
son programme de formation. Ce programme a
d’ailleurs permis la tenue dans la région d’Ottawa
en novembre 2003 d’un colloque appelé
BioLIGHT dont un des buts était d’aider les
physiciens à s’intéresser au domaine des
sciences de la santé.
Le présent numéro contient quatre articles sur la
biophotonique. Une équipe de chercheurs basée
à Toronto, Hamilton et Sherbrooke rend compte
d’un projet visant à utiliser des impulsions
lumineuses extrêmement brèves (chacune d’une
durée approximative d’un milliardième de
seconde) dans le but d’activer des médicaments
servant à des traitements photodynamiques. Il
s’agit d’une méthode innovatrice qui peut être
appliquée à plusieurs affections dont les maladies
de la rétine qui causent la cécité (Two- photon
excitation photodynamic therapy). En utilisant des
impulsions ultrabrèves au lieu d’une source
lumineuse en continu, les scientifiques atteignent
la cible de l’activation du médicament avec
beaucoup plus de précision épargnant ainsi des
dommages aux tissus normaux adjacents. Il s’agit
d’une technique médicale qui n’aurait jamais vu le
jour sans le développement de lasers
ultrarapides, qui à la base avaient été conçus
pour des applications en industrie et en
télécommunications. Voilà donc un exemple du
potentiel que l’ICIP reconnaît en biophotonique.
Un groupe à Toronto et à Hamilton, en
collaboration avec une université au Brésil,
présente une technique optique, la
bioluminescence, qui sert à examiner les
phénomènes qui se produisent dans les tissus à
la suite d’un traitement photodynamique
(Bioluminescence imaging of tumour growth and
photodynamic treatment response). Le gène
responsable de la lumière se dégageant d’une
luciole est inséré dans les cellules d’une tumeur
au cerveau dans un seul animal de laboratoire
provoquant ainsi l’illumination de cette dernière.
Les scientifiques peuvent par la suite en obtenir
une image de façon non invasive au moyen d’une
caméra ultrasensible. Leur recherche démontre
que la bioluminescence offre la possibilité de
suivre la croissance de la tumeur au cerveau, sa
réaction au traitement photodynamique, puis la
reprise de sa croissance à la suite d’un traitement
sous-curatif. Avec les méthodes conventionnelles,
il aurait fallu utiliser plusieurs animaux de
laboratoire et en sacrifier entre cinq et dix à
chaque étape de l’étude.
Toujours dans le domaine du cancer, un projet
multidisciplinaire (Optical transillumination
spectroscopy for breast cancer risk assessment)
qui a été démarré avec l’appui de l’ICIP a mené à
un programme plus vaste financé par plusieurs
pays. Dans le cadre de ce projet, on étudie
comment la lumière traverse le sein à différentes
longueurs d’onde. Une corrélation est ensuite
établie entre les données recueillies et la densité
du sein telle que mesurée par mammographie par
rayons X. Les risques de développer un cancer du
sein sont reconnus être plus élevés chez la
femme dont la mammographie démontre une plus
grande densité. Par ce projet, les chercheurs
tentent d’établir que la lumière visible ou la
lumière qui se situe dans le proche infrarouge et
qui ne produit pas d’ionisation est en mesure de
fournir le même type d’information au sujet du
risque que le font les radiographies susceptibles
d’ioniser les atomes dans les tissus et qui sont par
le fait même plus dangereuses. L’information
obtenue ouvrirait la voie à un meilleur dépistage
des femmes à haut risque qui pourraient par la
suite être suivies plus étroitement ou traitées plus
rapidement dans le but de diminuer le risque. Bien
que relativement simple, la technologie