La physique pour voir à l'intérieur des tumeurs
Physics to see the inside of tumors
Jérémie Margueritat, Angélique Virgone-Carlotta, Sylvain Monnier, Hélène Delanoë-Ayari, Alice Berthelot, Quentin Martinet, Xavier Dagany, Charlotte Rivière, Jean-Paul Rieu et Thomas Dehoux (équipes Biophysique et SOPRANO), en collaboration avec des collègues de Lyon, ont publié un article intitulé "High-frequency mechanical properties of tumors measured by Brillouin light scattering" dans la revue Physical Review Letters. Cet article a fait l’objet d’une suggestion de lecture par l'éditeur, d’un article dans la revue Physics et d’une actualité de l'INP et de l’INSIS.
Jérémie Margueritat, Angélique Virgone-Carlotta, Sylvain Monnier, Hélène Delanoë-Ayari, Alice Berthelot, Quentin Martinet, Xavier Dagany, Charlotte Rivière, Jean-Paul Rieu et Thomas Dehoux (teams Biophysics and SOPRANO), with colleagues from Lyon, published an article entitled "High-frequency mechanical properties of tumors measured by Brillouin light scattering" in the journal Physical Review Letters. This work has been selected as an editor's suggestion and for a synopsis in the journal Physics. It was also highlighted by INP and INSIS.
On soupçonne de plus en plus les propriétés mécaniques des tumeurs d’influencer la progression de la maladie, et sans doute l’efficacité des traitements. Afin de sonder ces propriétés physiques, les chercheurs ont focalisé un faisceau laser rouge sur des tumeurs modèles. Les infimes vibrations naturelles de la matière, générées par l’agitation thermique, modifient très légèrement la couleur du faisceau de lumière qui ressort de l’échantillon. L’analyse de cette lumière permet alors de cartographier les propriétés mécaniques des tumeurs : plus la zone balayée par le laser est rigide, plus les vibrations sont rapides et, de manière comparable à l’effet Doppler sonore, plus le changement de couleur est important.
Cette technique a permis aux chercheurs de suivre les variations locales de propriétés mécaniques suite à un traitement médicamenteux : le centre de la tumeur reste rigide plus longtemps que le bord, démontrant un gradient d'efficacité du traitement. Ainsi, la mesure locale des propriétés mécaniques pourrait permettre de s’assurer de la destruction totale de la tumeur, et de choisir une dose et une durée de traitement les plus faibles possibles. Par ailleurs, cette approche pourrait fournir de nouveaux indicateurs pour guider les cliniciens dans la personnalisation des thérapies.
Cette technique a permis aux chercheurs de suivre les variations locales de propriétés mécaniques suite à un traitement médicamenteux : le centre de la tumeur reste rigide plus longtemps que le bord, démontrant un gradient d'efficacité du traitement. Ainsi, la mesure locale des propriétés mécaniques pourrait permettre de s’assurer de la destruction totale de la tumeur, et de choisir une dose et une durée de traitement les plus faibles possibles. Par ailleurs, cette approche pourrait fournir de nouveaux indicateurs pour guider les cliniciens dans la personnalisation des thérapies.
A growing body of evidence suggests that the mechanical properties of tumors influence cancer progression and control the efficacy of treatments. In order to probe these physical properties, the researchers focused a red laser beam on model tumors. The infinitesimal vibrations of the material, generated by the thermal agitation, modify very slightly the color of the light beam that exits the sample. Analysis of this light allows mapping the mechanical properties of the tumors: the more rigid the area swept by the laser is, the faster the vibrations are and, in a manner comparable to the Doppler effect, the greater the color change is.
This technique allowed researchers to track local variations in mechanical properties following drug treatment: the center of the tumor remains stiff longer than the edge, demonstrating a gradient in treatment efficacy. Thus, the local measurement of the mechanical properties could ensure the total destruction of the tumor, and would allow choosing the lowest possible dose and duration of treatment. In addition, this approach could provide new indicators to guide clinicians in the personalization of therapies.
This technique allowed researchers to track local variations in mechanical properties following drug treatment: the center of the tumor remains stiff longer than the edge, demonstrating a gradient in treatment efficacy. Thus, the local measurement of the mechanical properties could ensure the total destruction of the tumor, and would allow choosing the lowest possible dose and duration of treatment. In addition, this approach could provide new indicators to guide clinicians in the personalization of therapies.
