L’énergie sonore ciblée est prometteuse pour le traitement du cancer, de la maladie d’Alzheimer et d’autres maladies

Publié le 15 octobre 2025 à 12h48. Les ultrasons focalisés, une technologie déjà largement utilisée en imagerie médicale, ouvrent de nouvelles perspectives thérapeutiques prometteuses, allant du cancer aux maladies neurodégénératives comme la maladie d’Alzheimer, grâce à des avancées récentes en physique acoustique et en imagerie.

• Les ultrasons focalisés permettent de concentrer l’énergie sonore pour chauffer et détruire des tissus cibles, une technique explorée depuis plus de 80 ans.
• Cette technologie offre des solutions innovantes pour délivrer des médicaments au cerveau en ouvrant temporairement la barrière hémato-encéphalique.
• Des essais cliniques sont en cours pour évaluer l’efficacité des ultrasons focalisés dans le traitement de maladies rares comme les malformations caverneuses cérébrales.

L’échographie, qui utilise des ondes sonores à des fréquences supérieures au seuil d’audition humaine, est un outil diagnostique courant en médecine. Elle permet aux médecins de surveiller l’évolution de maladies et de visualiser les premiers stades de la grossesse. Mais au-delà de l’imagerie, cette technologie connaît une évolution rapide, ouvrant la voie à des traitements innovants pour des pathologies complexes.

Des chercheurs explorent désormais le potentiel des ultrasons focalisés – une technique qui concentre l’énergie sonore sur une zone précise du corps – pour traiter diverses affections, du cancer aux maladies neurodégénératives. « Au cours des dernières années, cette technologie a connu une croissance et une utilisation significatives en clinique », explique un ingénieur biomédical spécialisé dans ce domaine.

L’histoire des ultrasons focalisés remonte à plus de 80 ans. Des scientifiques ont découvert que la concentration d’ondes ultrasonores pouvait chauffer et détruire des tissus cérébraux, un effet comparable à celui d’une loupe concentrant les rayons du soleil pour enflammer une feuille. Dès lors, les recherches se sont orientées vers l’application de cette technique au traitement de troubles neurologiques, de la douleur et même du cancer.

Cependant, des obstacles techniques ont longtemps freiné l’application clinique des ultrasons focalisés. Le crâne, par exemple, absorbe une partie de l’énergie ultrasonore, rendant difficile l’atteinte des tissus cérébraux profonds avec une puissance suffisante. Les chercheurs ont surmonté ce défi en intégrant de larges réseaux de transducteurs à ultrasons, combinés à des informations issues de l’imagerie sur la forme et la densité du crâne, permettant ainsi un ajustement précis des faisceaux.

Aujourd’hui, grâce aux progrès de l’imagerie et de la physique acoustique, les ultrasons focalisés se concrétisent en clinique. Des centaines d’essais cliniques sont en cours pour évaluer le traitement d’une cinquantaine de pathologies. Des succès notables ont déjà été obtenus dans le traitement du tremblement essentiel, un trouble neurologique caractérisé par des tremblements involontaires. Les traitements par ultrasons focalisés sont désormais pratiqués régulièrement dans de nombreux centres à travers le monde.

Parmi les applications les plus prometteuses, on compte l’amélioration de l’administration de médicaments au cerveau, la stimulation des réponses immunitaires contre le cancer et le traitement de maladies rares du système nerveux central.

Délivrer des médicaments au cerveau grâce à la barrière hémato-encéphalique

La barrière hémato-encéphalique est un mécanisme de protection évolué qui empêche les substances nocives de pénétrer dans le cerveau. Composée de cellules étroitement liées, elle régule le passage des molécules, protégeant ainsi contre les agents pathogènes et les toxines. Cependant, cette barrière constitue un obstacle majeur pour le traitement de certaines maladies, car elle empêche les médicaments d’atteindre leur cible.

Des études menées il y a plus de 20 ans ont montré que l’envoi d’impulsions d’ultrasons focalisés de faible intensité pouvait ouvrir temporairement la barrière hémato-encéphalique en faisant vibrer des microbulles présentes dans les vaisseaux sanguins. Cette vibration crée de minuscules ouvertures permettant aux médicaments présents dans le sang de pénétrer dans le cerveau. Il est important de noter que cette ouverture est localisée, uniquement là où les ultrasons focalisés sont appliqués.

Après des années de tests de sécurité et d’optimisation du contrôle de l’énergie ultrasonore, plusieurs dispositifs utilisant les ultrasons focalisés pour ouvrir la barrière hémato-encéphalique ont été développés. Des essais cliniques sont en cours pour évaluer leur capacité à administrer des médicaments dans le traitement du glioblastome, des métastases cérébrales et de la maladie d’Alzheimer.

Parallèlement, des progrès significatifs ont été réalisés dans le domaine de la thérapie génique, qui vise à réparer ou à remplacer du matériel génétique défectueux. L’application de la thérapie génique au cerveau est particulièrement difficile en raison de l’imperméabilité de la barrière hémato-encéphalique.

Des études sur des animaux ont montré que l’utilisation d’ultrasons focalisés pour ouvrir la barrière hémato-encéphalique peut faciliter la délivrance de thérapies géniques vers leurs cibles dans le cerveau, ouvrant la voie à des essais cliniques chez l’homme.

Stimuler les défenses immunitaires contre le cancer

L’immunothérapie anticancéreuse vise à activer le système immunitaire du patient pour combattre la maladie. Cependant, de nombreuses tumeurs, notamment celles du sein, du pancréas ou du glioblastome, sont dites « froides », c’est-à-dire qu’elles ne suscitent pas de réponse immunitaire.

Les chercheurs ont découvert que les ultrasons focalisés peuvent détruire les tumeurs solides d’une manière qui permet au système immunitaire de reconnaître et détruire plus efficacement les cellules cancéreuses. L’échographie focalisée transforme notamment les tumeurs en débris qui sont ensuite transportés vers les ganglions lymphatiques, où les cellules immunitaires peuvent déclencher une réponse spécifique contre le cancer.

S’inspirant de ces avancées, l’Université de Virginie a créé en 2022 le premier centre d’immuno-oncologie à ultrasons focalisés pour soutenir la recherche dans ce domaine et accélérer le développement de nouvelles approches thérapeutiques. Par exemple, des chercheurs mènent actuellement un essai clinique pour tester l’association des ultrasons focalisés et de l’immunothérapie chez des patients atteints de mélanome avancé.

Des perspectives pour le traitement des maladies rares

La recherche sur les ultrasons focalisés s’est principalement concentrée sur les maladies les plus graves et les plus répandues. Cependant, de nouvelles applications et une utilisation accrue de cette technologie en clinique pourraient bénéficier aux patients atteints de maladies rares.

Une maladie rare particulièrement étudiée par mon laboratoire est la malformation caverneuse cérébrale (MCC). Les MCC sont des lésions vasculaires cérébrales caractérisées par une croissance anormale des vaisseaux sanguins. Bien que rares, ces lésions peuvent provoquer des symptômes neurologiques graves en cas d’hémorragie. Le traitement habituel consiste en l’ablation chirurgicale, mais certaines lésions sont difficiles d’accès, ce qui augmente le risque de complications. La radiothérapie est une alternative, mais elle peut également avoir des effets secondaires importants.

Nos recherches ont montré que l’utilisation d’ultrasons focalisés pour ouvrir la barrière hémato-encéphalique peut améliorer la délivrance de médicaments aux MCC. De plus, nous avons observé que le traitement par ultrasons focalisés lui-même pourrait empêcher la croissance des MCC chez la souris, même sans administration de médicament. Bien que les mécanismes d’action ne soient pas encore entièrement compris, de nombreuses études de sécurité sur l’utilisation de cette technique chez des patients traités pour d’autres affections ont conduit les neurochirurgiens à envisager des essais cliniques pour évaluer son efficacité chez les personnes atteintes de MCC.

Grâce à la poursuite des recherches et des progrès technologiques, j’espère que les ultrasons focalisés deviendront une option thérapeutique viable pour de nombreuses maladies rares dévastatrices.