La tomographie par émission de positons : le futur de l’imagerie en oncologie

L’imagerie est omniprésente en oncologie vétérinaire. Elle est essentielle au diagnostic, au bilan d’extension, à la planification du traitement (intervention chirurgicale ou radiothérapie), ainsi qu’au suivi de la réponse thérapeutique. Les modalités d’imagerie disponibles en médecine vétérinaire possédant la meilleure résolution sont le scanner (tomodensitométrie) et l’imagerie par résonance magnétique (IRM). Cependant, ces examens détectent une tumeur seulement lorsqu’un certain nombre de modifications anatomiques sont apparues. Une toute nouvelle modalité d’imagerie appelée “tomographie par émission de positons” (TEP), ou PET scan en anglais, exploite le fonctionnement métabolique de la tumeur afin de la détecter plus précocement.

Définition de la tomographie par émission de positons

La TEP associe la tomodensitométrie traditionnelle, qui fournit des données anatomiques sur la tumeur (origine, taille, infiltration, etc.), et une technique de marquage des processus physiologiques qui s’y déroulent. Elle combine l’imagerie structurelle et l’imagerie fonctionnelle. La TEP utilise un traceur spécifique qui participe à l’activité métabolique de la tumeur, couplé à un marqueur radioactif (positons issus de la désintégration d’un produit radioactif). L’association de ces deux éléments se fixe en grande quantité sur le tissu tumoral. Ce produit est injecté au malade par voie intraveineuse et détecté ensuite grâce au scanner.

Rappel sur le principe du scanner traditionnel

La tomodensitométrie traditionnelle consiste à envoyer des rayons X sur l’individu, à en mesurer l’absorption par ses tissus, puis à numériser et à reconstruire des images en deux ou trois dimensions des structures anatomiques. Les différences d’absorption entre les tissus créent diverses opacités qui permettent de reconnaître leur nature et d’en définir les limites (air, tissus mous, os, métal, tissus adipeux).

La tomodensitométrie peut être couplée à l’administration intraveineuse de produits de contraste iodés. Ceux-ci s’accumulent dans les tissus très vascularisés ou qui présentent une perméabilité vasculaire augmentée, ce qui caractérise souvent le tissu tumoral. Ces produits de contraste permettent ainsi de définir le contour de la tumeur, son extension dans les tissus adjacents, ainsi que sa vascularisation. Cependant, les images obtenues par tomodensitométrie avec ou sans produit de contraste ne sont pas spécifiques d’un processus tumoral. Par exemple, le scanner ne différencie pas toujours un tissu cicatriciel actif d’un tissu tumoral résiduel. De plus, ces modalités permettent la détection d’une tumeur à partir d’une certaine taille seulement, correspondant à la largeur des coupes pratiquées par le scanner (généralement 3 mm).

Métabolisme spécifique des tumeurs

La croissance et la prolifération intenses du tissu tumoral requièrent une augmentation du métabolisme énergétique des cellules cancéreuses. Les cellules saines pratiquent la respiration aérobie et métabolisent le glucose en pyruvate pour obtenir de l’énergie sous forme d’adénosine triphosphate (ATP). Les cellules cancéreuses, à l’inverse, métabolisent le glucose en lactate, en présence ou non d’oxygène. Il n’existe donc pas de glycolyse oxydative dans la cellule cancéreuse, qui est pourtant la réaction métabolique offrant le meilleur rendement énergétique aux cellules. Pour compenser le déficit énergétique de leur fonctionnement métabolique, les cellules cancéreuses doivent capter plus de glucose. Elles expriment donc davantage de transporteurs de glucose à leur surface. Elles consomment ainsi plus de sucre.

Un marqueur adapté à la TEP

Le principe de l’imagerie fonctionnelle est d’injecter un traceur qui participe au métabolisme spécifique des tumeurs, qui ne se fixe donc que sur le tissu tumoral. Un analogue du glucose, rendu radioactif, est généralement utilisé pour la TEP : le ¹⁸F-FDG (fluorodésoxyglucose marqué au fluor 18). Il est intériorisé en grande quantité dans la cellule tumorale en raison de la surexpression des transporteurs de glucose. Il est immédiatement phosphorylé par l’hexokinase en fluorodésoxyglucose-6-phosphate, forme sous laquelle il ne peut plus quitter la cellule. Le ¹⁸F-FDG est ainsi piégé à l’intérieur de la cellule, où il s’accumule et continue à exprimer sa radio­activité (^figure).

Place de la TEP en médecine vétérinaire et limites

La TEP est peu décrite en médecine vétérinaire. Cependant, quelques articles sont prometteurs sur le sujet[²]. Chez le chien, la TEP a été utilisée chez des animaux atteints de lymphome, d’ostéosarcome, de sarcomes des tissus mous, d’hémangiosarcome, de mastocytome ou de carcinome pulmonaire [¹].

La TEP peut s’accompagner aussi bien de faux positifs (tissu hypermétabolique, comme le foie, ou inflammatoire) que de faux négatifs (cancer de bas grade à évolution lente ou peu différencié). Il convient donc d’être vigilant lors de l’interprétation des images.

L’examen est relativement coûteux en raison de l’appareillage et des conditions de production des produits de marquage (¹⁸F-FDG). En médecine vétérinaire, il n’a été utilisé qu’en recherche et est encore peu répandu en oncologie humaine.

Conclusion

Les modalités d’imagerie permettant une meilleure visualisation du processus tumoral (scanner, IRM) se sont imposées en oncologie vétérinaire au cours de la dernière décennie. Cependant, ces techniques ont leurs limites. Elles ne permettent pas une détection spécifique du processus tumoral et une quantité non négligeable de tissu cancéreux est requis pour le dépistage. La TEP complète ces méthodes en exploitant le fonctionnement métabolique des cellules tumorales, joint à l’aspect structurel des techniques évoquées. Elle constitue l’examen idéal dans la démarche diagnostique initiale, mais aussi pour le suivi du malade par une détection précoce du cancer et de ses métastases, ainsi que des rechutes. La TEP se démocratise progressivement en médecine humaine et pourrait trouver sa place en oncologie vétérinaire dans la prochaine décennie.

RÉFÉRENCES

• 1. Ballegeer EA, Hollinger C, Kunst CM. Imaging diagnosis-multicentric lymphoma of granular lymphocytes imaged with FDG PET/CT in a dog. Vet. Radiol. Ultrasound. 2013;54(1):75-80.
• 2. Lawrence J, Rohren E, Provenzale J. PET/CT today and tomorrow in veterinary cancer diagnosis and monitoring: fundamentals, early results and future perspectives. Vet. Comp. Oncol. 2010;8(3):163-187.