L'utilisation des ultrasons ne se limite plus au diagnostic médical. Depuis plusieurs années, les chercheurs développent de nouvelles approches thérapeutiques capables d'utiliser les ultrasons pour délivrer des médicaments directement au cœur des tumeurs. Cette stratégie, appelée sonoporation, pourrait améliorer considérablement l'efficacité des traitements anticancéreux tout en limitant leurs effets secondaires.

Dans une récente étude publiée dans IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control, une équipe de chercheurs du GREMAN (CNRS – Université de Tours), d'Inserm iBraiN U1253 et de la société Vermon a développé une sonde innovante réunissant, pour la première fois, imagerie ultrasonore haute résolution et traitement thérapeutique au sein d'un même dispositif.

Mieux faire entrer les médicaments dans les cellules

La sonoporation repose sur un principe relativement simple. Des microbulles de gaz, déjà utilisées comme agents de contraste en échographie, sont injectées dans la circulation sanguine. Lorsqu'elles sont exposées à des ultrasons de faible fréquence, ces microbulles se mettent à osciller, provoquant une augmentation temporaire de la perméabilité des membranes cellulaires et des barrières biologiques.

Cette ouverture transitoire facilite le passage des médicaments jusque dans les cellules ciblées. L'objectif est de délivrer davantage de principe actif exactement là où il est nécessaire, tout en diminuant les doses administrées au reste de l'organisme.

Une sonde "deux-en-un"

Jusqu'à présent, les systèmes utilisés pour la sonoporation nécessitaient souvent deux équipements distincts : un appareil pour visualiser les tissus et un autre pour délivrer les ultrasons thérapeutiques.

Les chercheurs ont conçu une sonde bimodale capable d'assurer simultanément ces deux fonctions.

Elle associe :

• une sonde d'imagerie haute fréquence (20 MHz) permettant de visualiser précisément les tissus ;
• une matrice thérapeutique fonctionnant à 1 MHz destinée à réaliser la sonoporation.

Cette architecture permet au clinicien de suivre en temps réel la zone traitée et de contrôler précisément l'application des ultrasons.

Une conception optimisée pour la sécurité

Avant toute utilisation biologique, le dispositif a fait l'objet d'une importante phase de caractérisation.

Les chercheurs ont notamment évalué :

• les performances acoustiques de chaque élément de la sonde ;
• la qualité des images obtenues ;
• la précision du faisceau ultrasonore ;
• l'échauffement généré pendant les traitements.

Les résultats montrent que l'intégration des deux technologies dans une seule sonde ne dégrade pas les performances d'imagerie. Les mesures de température confirment également que le fonctionnement reste compatible avec une utilisation thérapeutique sécurisée.

Des premiers résultats prometteurs

L'équipe a également réalisé des essais de sonoporation in vitro.

Ces expériences démontrent que la sonde est capable de produire efficacement l'effet recherché : augmenter temporairement la perméabilité des cellules sous l'action conjointe des ultrasons et des microbulles.

Autre innovation importante : plusieurs stratégies de focalisation électronique ont été développées afin de balayer des zones plus larges sans augmenter l'échauffement des tissus. Cette capacité constitue un atout majeur pour les futures applications in vivo.

Une étape vers les thérapies guidées par l'image

Cette nouvelle sonde représente une avancée technologique importante dans le domaine des thérapies ultrasonores guidées par l'image.

À terme, ce type de dispositif pourrait faciliter le développement de traitements plus ciblés contre de nombreuses pathologies, notamment les cancers, mais également certaines maladies neurologiques nécessitant le franchissement de barrières biologiques comme la barrière hémato-encéphalique.

En réunissant imagerie de haute précision et traitement thérapeutique au sein d'un même instrument, cette technologie ouvre la voie à des interventions plus précises, plus sûres et potentiellement plus efficaces.

Référence

Cloet J., Rouffaud R., Levassort F., Roy M., Escoffre J.-M., Fouan D., Legros M., Certon D. Stacked 2D and 1D Arrays Dual-Core Probe for Ultrasound-Guided Sonoporation. IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control, 2026.