Le Pr Alain Puisieux, président du Directoire de l’Institut Curie : « Berceau historique de la radiothérapie, l’Institut Curie, grâce à ses équipes multidisciplinaires, a acquis une expertise internationale sans pareil dans le domaine de la technologie FLASH. Aujourd’hui, le projet FRATHEA concrétise les travaux de recherche du Dr Vincent Favaudon[1] et le tournant amorcé il y a une dizaine d’années à l’Institut Curie. Notre ambition est de faire naître une dynamique industrielle de rupture au cœur d’un pôle francilien scientifique et médical unique en Europe, et de transformer notre engagement en une réalité clinique pour les patients ».
En 2050, on devrait dénombrer plus de 35 millions de nouveaux cas de cancer dans le monde soit une augmentation de 77 % par rapport aux 20 millions de cas estimés en 2022 (OMS, 2024), faisant de cette pathologie une préoccupation de santé publique majeure au niveau international, rendant crucial le besoin d’options thérapeutiques nouvelles en cancérologie.
Pour François Jacq, administrateur général du CEA : « Cette prouesse innovante pourrait changer le quotidien de millions de patients. Notre collaboration avec l’Institut Curie illustre nos expertises historiques respectives en instrumentation numérique, en métrologie et en radiobiologie. FRATHEA traduit notre volonté de développer des technologies de rupture pour relever un des plus grands défis de notre siècle en matière de santé. »
La radiothérapie FLASH, une découverte made in Curie
Le développement de technologies de radiothérapie innovantes est une des pistes prometteuses et en la matière, la radiothérapie FLASH s’annonce révolutionnaire. C’est dans les laboratoires de l’Institut Curie que l’effet FLASH a été découvert[2] : des rayons très intenses (une dose d’environ 10 Gray contre 2 Gray en conventionnel) délivrés en moins d’une seconde (moins de 100 millisecondes) qui détruisent les cellules tumorales et épargnent les tissus sains. Depuis plus de 10 ans, les scientifiques de l’Institut Curie explorent et accumulent quantité de résultats scientifiques[3] sur cette nouvelle modalité de radiothérapie sur des faisceaux d’électrons de basse énergie ou de protons. Cependant, ils restent confrontés à un obstacle majeur : les rayons d’électrons basse énergie n’ont pas la capacité d’atteindre les tumeurs en profondeur.
Aujourd’hui, pour faire sauter ce verrou technologique, l’Institut Curie mise sur la combinaison du FLASH avec la radiothérapie par électrons de très haute énergie (VHEE pour Very High Energy Electrons). Situés dans une gamme d'énergie de 100 à 250 mégaélectronvolts (MeV) contre 10 MeV en conventionnel, ces électrons VHEE présentent des propriétés physiques et biologiques avantageuses dans le traitement des tumeurs profondes. D’une extrême précision, cette nouvelle technologie vise à raccourcir les traitements et cibler en particulier des cancers de mauvais pronostics localisés près d’organes vitaux, jusque-là inaccessibles.
La mise en œuvre préclinique de ces nouveaux faisceaux, très intenses en énergie et extrêmement rapides, confronte l’Institut Curie à des défis technologiques majeurs relevant de champs peu explorés jusqu’alors. Pour les relever, il poursuit une étroite collaboration avec le CEA. Le plan d’action de cette coopération comprend trois volets principaux : développer des méthodes de dosimétrie inédites pour contrôler la dose délivrée par le nouvel irradiateur et démontrer sa sûreté et son efficacité auprès des autorités de régulation (ASNR), concevoir des instruments de mesure innovants et mener conjointement les études radiobiologiques. Delphine Lazaro, directrice de recherche et coordinatrice du projet FRATHEA au sein du CEA, experte en instrumentation et modélisation pour le nucléaire voit en FRATHEA « une extraordinaire opportunité de franchir une nouvelle étape dans le traitement des cancers de mauvais pronostic. Pour ce faire, il nous faudra mobiliser toutes nos compétences dans le champ de la santé afin de réaliser, avec l’Institut Curie, une véritable prouesse technologique pour revisiter les standards, inventer toute une instrumentation de pointe, comprendre les phénomènes physiques et biologiques induits par l’effet FLASH et les employer au mieux, au bénéfice des patients. »
FRATHEA, une plateforme francilienne inédite au cœur d’un site médical et scientifique unique en Europe
Pour mettre en œuvre sa stratégie, l’Institut Curie lance la phase opérationnelle de son projet FRATHEA (Flash RAdiation THerapy Electron Acceleration), en collaboration avec le CEA. Ce projet sera financé à hauteur de 37 millions d’euros sur quatre ans : 35 millions obtenus dans le cadre du plan Innovation santé 2030, volet santé de France 2030 et 2 millions en 2023 de la Région Île-de-France au titre de son dispositif « Grands lieux d’innovation » (GLI). Ce dispositif GLI soutient l’émergence de plateformes de R&D et d’expérimentation, de bancs d’essais ou lignes industrielles partagées, d’incubateurs et d’accélérateurs, autant d’infrastructures utiles au transfert de technologie, à la R&D collaborative et à l’innovation des acteurs économiques franciliens.
> Première étape du projet FRATHEA : la sélection du partenaire industriel pour la construction et l’installation de l’irradiateur médical FLASH-VHEE au cœur du site hospitalier de l’Institut Curie à Orsay. Une procédure d’appel d’offres est actuellement en cours et l’industriel sera sélectionné à l’été 2025.
> La seconde phase du projet prévoit la construction, l’assemblage et l’installation de l’irradiateur FLASH-VHEE sur le site d’Orsay, un site historique où Frédéric Joliot avait fait construire le premier accélérateur à protons dans les années 50.
Avantage majeur : l’équipement hors norme de FRATHEA sera installé dans des espaces d’ores et déjà bien identifiés et en cours d’aménagement au cœur même du centre de protonthérapie de l’Institut Curie, couvrant une vaste surface. Ces locaux réunissent toutes les conditions et les infrastructures requises pour la mise en place de l’irradiateur FLASH VHEE, notamment du point de vue de la sureté et de la sécurité. En parallèle, chercheurs et cliniciens de l’Institut Curie, avec les équipes du CEA, mèneront les études de dosimétrie, physique, radiobiologie… afin de préparer en amont le déploiement, les différents schémas de traitements et les futures études de radiothérapie FLASH-VHEE.
> Enfin, la phase ultime du projet consistera à réaliser des études précliniques pour démontrer la sécurité et l’efficacité de la radiothérapie FLASH-VHEE qui n’existe actuellement pas en France. Les équipes du projet FRATHEA mèneront un travail collaboratif et synergique pour prouver que la nouvelle plateforme expérimentale en place est sûre, efficace et surtout permettra en particulier de répondre rapidement à des besoins thérapeutiques jusqu’à présent sans solution satisfaisante.
« L’Institut Curie dispose aujourd’hui du plateau technique de radiothérapie le plus complet d’Europe. Premier centre de protonthérapie en France, l’Institut Curie est doté d’équipements de pointe et leader des recherches sur la radiothérapie FLASH », déclare le Pr Gilles Créhange, chef du département de Radiothérapie oncologique de l’Institut Curie et coordonnateur du projet FRATHEA. « Demain, grâce au soutien financier de l’État via France 2030 qui permet la mise en œuvre de notre projet FRATHEA, nous franchissons un nouveau cap : celui de prouver les bénéfices cliniques de la radiothérapie FLASH VHEE et de pouvoir d’ici quelques années disposer d’une plateforme pour traiter les patients atteints de cancers les plus à risque et les plus inaccessibles. Mieux guérir, moins subir et mieux vieillir s’il fallait résumer tous les espoirs cliniques autour du FLASH ».
Le soutien financier déterminant de France 2030 et de la Région Île-de-France
Selon Bruno Bonnell, secrétaire général pour l’investissement, « le plan d’investissement de l’État France 2030 a été conçu pour permettre à des technologies innovantes de se développer sur le territoire afin de faire de la France un pays leader dans différents domaines stratégiques, parmi lesquels la santé. Avec le projet FRATHEA, nous investissons pour permettre de faire sauter des verrous technologiques dans le domaine de la radiothérapie et ainsi apporter une forte amélioration de la prise en charge des malades en même temps qu’une réduction des coûts de traitement. En complément de notre investissement, l’accompagnement par l’Agence de l’innovation en santé doit permettre d’apporter la preuve de concept de cette technologie, de la mettre à la disposition du monde de la recherche et d’en faciliter l’appropriation au bénéfice du plus grand nombre ».
Pour Valérie Pécresse, présidente de la Région Île-de-France : « Le projet FRATHEA s’inscrit pleinement dans les priorités stratégiques de la Région Île-de-France, qui vise à faire de notre territoire un hub d’innovation à l’échelle européenne, notamment en matière de santé et en particulier sur l’oncologie. Cette technologie « flash thérapie », développée par les chercheurs de l’Institut Curie, est porteuse d’espoirs et ouvre de nouvelles perspectives pour guérir certains types de cancer qui, jusqu’à présent, restaient sans solution thérapeutique efficace. En soutenant ce projet porté par l’Institut Curie, la Région Île-de-France est fière de contribuer à participer à la lutte contre le cancer et améliorer la santé des patients ».