L`imagerie moléculaire permet de visualiser in vivo une cellule et

1
Imagerie moléculaire : une nouvelle ère dans le management des
affections malignes
Le PET-scan et l’IRM de diffusion complètent, à l’échelon moléculaire, les données anatomiques et
morphologiques fournies par le scanner et l’IRM. L’imagerie moléculaire améliore ainsi le diagnostic
des tumeurs, mais elle trouve aussi aujourd’hui une place de plus en plus importante dans la
stratification du risque, le suivi des patients et l’adaptation des traitements. L’heure est à l’évaluation
des performances respectives de ces examens et à l’identification des situations où leur combinaison
apporte des informations complémentaires avec un objectif : offrir à chaque patient un traitement le
mieux adapté.
Les rayons X donnent des informations sur l’anatomie et la morphologie des organes et des tumeurs,
mais ne permettent pas de voir le fonctionnement d’une cellule. L’IRM et toutes les techniques de
scintigraphie offrent quant à elles la possibilité d’appréhender le métabolisme cellulaire. « L’imagerie
est ainsi passée à une nouvelle échelle », explique le Pr Alain Luciani (hôpital Henri Mondor, Créteil).
« L’imagerie moléculaire permet de localiser et de visualiser in vivo une cellule et son fonctionnement,
comme le fait l’histologiste et l’immuno-histochimiste, in vitro, sur des tissus morts. Cette approche
permet d’étudier un tissu vivant sans le dénaturer ».
Des progrès majeurs ont en effet été réalisés ces dernières années grâce aux avancées conjointes de
l’ingénierie, mais aussi de la biologie moléculaire, de la chimie, de l’immunologie et de la génétique
aboutissant à des innovations interdisciplinaires avec un impact sur les stratégies thérapeutiques.
Deux techniques d’imagerie hybride et fonctionnelles sont aujourd’hui utilisées et en cours de
validation en oncologie dans le cadre du diagnostic, de la stadification (staging), du bilan d’extension,
de l’appréciation du risque et du pronostic, du suivi et des choix thérapeutiques dans différentes
affections malignes : le PET-scan et l’IRM.
« Le travail conjoint du médecin nucléaire et du radiologue doit permettre d’utiliser au mieux ces deux
techniques », insiste le Pr Luciani.
L’IRM de diffusion corps entier
L’IRM de diffusion a d’abord été utilisée dans l’imagerie encéphalique pour identifier précocement
les accidents vasculaires cérébraux (AVC), puis elle a été appliquée à différents organes, le foie,
l’intestin, le poumon… et enfin à l’échelle du corps entier, par exemple pour la détection et la
caractérisation de l’atteinte ganglionnaire tumorale, explique le Pr Luciani.
Petit rappel du principe : cet examen permet de mesurer l’importance de la diffusion des molécules
d’eau au sein des tissus (la mesure de cette diffusion est appelée coefficient de diffusion apparent,
ADC). Si la mobilité des molécules d’eau dans un tissu est faible, il y a une restriction de la diffusion
et l’ADC est faible, ce qui se traduit par un hypersignal sur la séquence de diffusion en IRM. A
l’inverse, si les molécules d’eau sont très mobiles, le coefficient de diffusion est élevé.
Les tissus cancéreux étant constitués d’une prolifération cellulaire anarchique, avec une
augmentation résultante de la cellularité, la diffusion de l’eau en leur sein est diminuée. L’IRM de
diffusion corps entier apporte des informations précieuses dans le cadre du diagnostic et de la
stadification - plus communément dénommé sous le terme anglais de staging - de certaines
affections malignes. Elle permet de mieux caractériser des ganglions et de repérer des métastases à
distance, notamment osseuses, non décelées par le scanner. Elle pourrait également avoir aussi un
intérêt majeur dans le suivi des traitements, en distinguant lésions résiduelles bénignes et malignes,
information déterminante pour la prise en charge.

2
Le PET-scan
Le PET-scan est une technique d’imagerie nucléaire de plus en plus utilisée dans le diagnostic, le
staging et le suivi de différentes tumeurs malignes. Il associe les données morphologiques du scanner
et les informations fonctionnelles du PET (positron emission tomography) qui suit la localisation d’un
traceur, le FDG (2-fluoro-2-deoxy-glucose) doté d’une avidité particulière pour le sucre. Le FDG se
fixe dans les structures qui consomment beaucoup de sucre. Dans le cadre des cancers, le PET fournit
de précieuses informations sur le métabolisme qualitatif et quantitatif des tumeurs, des données
essentielles pour le diagnostic et le suivi. Le PET-scan permet de détecter une activité métabolique
anormale au niveau moléculaire dans des organes d’apparence morphologique normale aux
examens radiologiques standard. Il permet de différencier des lésions bénignes et malignes et
d’affiner dans certains cas le stade des cancers. Le PET est également utile dans le suivi des patients.
Actuellement, des recherches sont menées pour préciser l’apport respectif de l’IRM corps entier et
du PET-scanner, de déterminer dans quel cas privilégier l’une ou l’autre, dans quelles situations les
associer pour obtenir des informations complémentaires (1). Des constructeurs proposent d’ores et
déjà des machines combinant IRM de diffusion corps entier et PET-scan.
Des applications pratiques déterminantes pour les patients
Lymphome B diffus à grandes cellules : optimiser le traitement
Dans le cadre du lymphome, le PET-Scanner permet d’apprécier dès la deuxième cure de
chimiothérapie si la tumeur répond ou non au traitement. « Auparavant, il fallait attendre la fin des
cycles de chimiothérapie pour faire un bilan et évaluer l’efficacité du traitement », explique le Pr
Luciani. Au vu d’études préliminaires, « L’IRM de diffusion pourrait aussi permettre donc, si le premier
choix thérapeutique n’est pas efficace, d’opter précocement pour une autre chimiothérapie, ce qui
donne de nouvelles chances au patient et évite de lui infliger un traitement lourd et inutile ». Des
études prospectives larges incluant PET-scanner et IRM sont en cours (2) (3).
Cancer du foie : déterminer les meilleures indications à la greffe
Le PET-scan, dont le rôle dans la détection des cancers primaires du foie sur cirrhose avait été
initialement négligé, présente un intérêt majeur dans l’évaluation du risque de récidive et les
chances de survie après transplantation. Ce qui dans le cadre de la pénurie de greffons pourrait
permettre de mieux sélectionner les patients qui tireront un bénéfice d’une transplantation. (5) (6)
Cancer du rectum : préserver la qualité de vie
Autre indication phare de l’imagerie fonctionnelle et moléculaire : le cancer du rectum. « L’IRM de
diffusion pourrait bouleverser la prise en charge thérapeutique », explique le Pr Luciani. Le traitement
de référence des cancers rectaux, souvent de diagnostic tardif et donc à un stade avancé, associe
chimiothérapie et radiothérapie, suivies, quel que soit le résultat, d’une amputation
abdominopelvienne avec mise en place d’une stomie parfois définitive. En effet, jusqu’à présent,
l’imagerie ne permettait pas de déterminer s’il restait ou non du tissu tumoral. L’IRM de diffusion
distingue les lésions résiduelles bénignes et malignes, ouvrant la possibilité de préserver la continuité
intestinale en cas de bénignité.
Cancer bronchique : améliorer le staging TNM
La classification TNM (tumor-node-metastasis), qui comprend l’évaluation de la taille de la tumeur,
d’une atteinte ganglionnaire et de son extension et de la présence ou non de métastases à distance,
est déterminante dans les stratégies thérapeutiques. Dans le cadre des cancers bronchiques, le PET-
scan améliore l’identification de la tumeur, la détection des ganglions et des métastases, ce qui
permet une classification plus précise et donc une prise en charge mieux adaptée. (4)

3
(1) Buchbender C et al. The Journal of Nuclear Medicine 2012 vol 53 n° 6 et 8
(2) Lin C et al. Eur Radiol DOI 10. 1007/s00330-010-1758-y
(3) Lin C. et al. Investigative Radiology 2011, vol 46, n°5
(4) Lardinois D et al. N engl J Med 2003, 348 : 2500
(5) Won Lee J et al. The journal of Nuclear Medicine 2009 vol 50, n°5
(6) Kornberg A et al. Liver Transplantation 2012 ;18 : 53-61
Pr. Alain Luciani
Imagerie Médicale
CHU Henri Mondor
51 avenue du Maréchal de Lattre de Tassigny
94010 Créteil Cedex
01 49 81 26 31
[e-mail]