par Bucalau, Ana-Maria 
Président du jury Moreno, Christophe
Promoteur Van Laethem, Jean-Luc
Publication Non publié, 2025-12-16
Président du jury Moreno, Christophe
Promoteur Van Laethem, Jean-Luc
Publication Non publié, 2025-12-16
Thèse de doctorat
| Résumé : | In recent years, much progress has been achieved in the treatment of hepatocellular carcinoma (HCC) with new systemic treatments, including immune checkpoint inhibitors and targeted agents, being added to the therapeutic armamentarium of this once poorly researched tumor.In parallel, a wave of innovation in locoregional treatments such as transarterial chemoembolization (TACE) and selective internal radiation therapy (SIRT or TARE), ranging from image-guided dosimetry to advanced embolic materials and combined techniques, has transformed our understanding and our course of action facing this disease. These emerging tools aim to improve survival, preserve liver function, and provide a better patient selection, especially for intermediate or advanced disease. However, for patients with early-stage, who are not eligible for curative options, locoregional therapies have proven their efficacy and safety. Therefore, these techniques have become central pillars in the management of HCC and have led to a more dynamic and increasingly personalized interventional oncology.This thesis explores and evaluates new modalities of improving transarterial locoregional treatments, with an emphasis on treatment precision, by using new catheters, personalization by tailoring radioembolization to tumor and patient needs, and response prediction by introducing microspheres visible on post-treatment imaging. Through a series of prospective and retrospective studies, we demonstrated that selectiveness and treatment personalization are the key to a safe and effective locoregional treatment.We have shown in a prospective study that the use of balloon-occluded drug-eluting microsphere TACE in patients with early and intermediate stage HCC is safe and leads to high objective response rates and improved tumor targeting through enhanced flow control and selective delivery.In a retrospective analysis of Yttrium-90 SIRT (90Y-SIRT), the use of personalized predictive dosimetry based on 99mTc-MAA SPECT/CT was associated with superior tumor responses compared to standard dosimetry, particularly in patients receiving tumor-absorbed doses ≥205 Gy, results that align to recent literature and confirms that the use of personalized dosimetry allows a better selection of HCC patients who can benefit from SIRT, and consequently, improves the effectiveness of this treatment. Finally, a prospective pilot study evaluated the use of newly developed Holmium-166 microspheres (166Ho) that rely on beta radiation emission to induce tumor necrosis, like the traditionally used 90Y, but in addition, it also emits gamma radiation, enabling quantification of absorbed doses in both the tumor(s) and non-tumoral liver. Furthermore, holmium is a highly paramagnetic metal, and as such may be visualized and quantified by a T2* MRI substraction between pre- and post-administration images. Using personalized predictive (multi-compartmental) dosimetry, 166Ho-SIRT demonstrated an excellent safety profile and a 100% objective response rate. However, differences between simulated and achieved doses highlighted technical limitations that, along with other published prospective data, led to the discontinuation of 166Ho microspheres. Our study marked an important step in the development of holmium-based radioembolization.This work seeks to provide a better understanding of how old techniques with new features, developments in technology and imaging, and specific tumor features converge to optimize the locoregional management of HCC. The results support a shift toward personalized oncology, where treatment choices are informed by individual tumor characteristics, quantitative imaging, and real-time procedural analytics. While the place of these locoregional therapies will probably evolve with the emergence of new systemic treatments, they will remain key contributors to the future of personalized oncologic care. |
| Au cours des dernières années, de nombreux progrès ont été réalisés dans le traitement du carcinome hépatocellulaire (CHC) grâce à de nouveaux traitements systémiques, notamment les inhibiteurs de points de contrôle immunitaires et les agents ciblés, qui ont été ajoutés à l'arsenal thérapeutique de cette tumeur autrefois peu étudiée.Parallèlement, une vague d'innovations dans les traitements locorégionaux tels que la chimioembolisation transartérielle (TACE) et la radiothérapie interne sélective (SIRT ou TARE), allant de la dosimétrie guidée par l'image aux matériaux emboliques avancés, en passant par des techniques combinées, a transformé notre compréhension et notre approche face à cette maladie. Ces nouveaux outils visent à améliorer la survie, à préserver la fonction hépatique et à permettre une meilleure sélection des patients, en particulier pour les stades intermédiaires ou avancés de la maladie. Cependant, pour les patients à un stade précoce qui ne sont pas éligibles à des options curatives, les thérapies locorégionales ont prouvé leur efficacité et leur innocuité. Ces techniques sont donc devenues des piliers centraux dans la prise en charge du CHC et ont conduit à une oncologie interventionnelle plus dynamique et de plus en plus personnalisée.Cette thèse explore et évalue de nouvelles modalités visant à améliorer les traitements loco-régionaux transartériels, en mettant l'accent sur la précision du traitement, grâce à l'utilisation de nouveaux cathéters, à la personnalisation en adaptant la radioembolisation aux besoins de la tumeur et du patient, et à la prédiction de la réponse par l'introduction de microsphères visibles sur l'imagerie post-traitement. À travers une série d'études prospectives et rétrospectives, nous avons démontré que la sélectivité et la personnalisation du traitement sont essentielles pour un traitement loco-régional sûr et efficace.Nous avons montré dans une étude prospective que l'utilisation de la TACE à microsphères à élution médicamenteuse occluse par ballonnet chez les patients atteints d'un CHC à un stade précoce ou intermédiaire est sûre et conduit à des taux de réponse objective élevés et à un meilleur ciblage de la tumeur grâce à un contrôle amélioré du flux et à une administration sélective.Dans une analyse rétrospective de la SIRT à l'yttrium-90 (90Y-SIRT), l'utilisation d'une dosimétrie prédictive personnalisée basée sur la SPECT/CT au 99mTc-MAA a été associée à des réponses tumorales supérieures par rapport à la dosimétrie standard, en particulier chez les patients recevant des doses absorbées par la tumeur ≥ 205 Gy. Ces résultats concordent avec la littérature récente et confirment que l'utilisation d'une dosimétrie personnalisée permet une meilleure sélection des patients atteints de CHC pouvant bénéficier de la SIRT et, par conséquent, améliore l'efficacité de ce traitement. Enfin, une étude pilote prospective a évalué l'utilisation de microsphères Holmium-166 (166Ho) nouvellement développées qui reposent sur l'émission de rayonnement bêta pour induire la nécrose tumorale, comme le 90Y traditionnellement utilisé, mais qui émettent en outre un rayonnement gamma, permettant ainsi de quantifier les doses absorbées à la fois dans la ou les tumeurs et dans le foie non tumoral. De plus, l'holmium est un métal hautement paramagnétique, et à ce titre, il peut être visualisé et quantifié par une soustraction IRM T2* entre les images pré et post-administration. Grâce à une dosimétrie prédictive personnalisée (multi-compartimentale), le 166Ho-SIRT a démontré un excellent profil de sécurité et un taux de réponse objective de 100 %. Cependant, les différences entre les doses simulées et les doses administrées ont mis en évidence des limites techniques qui, associées à d'autres données prospectives publiées, ont conduit à l'arrêt de l'utilisation des microsphères de 166Ho. Notre étude a marqué une étape importante dans le développement de la radioembolisation à base d'holmium.Ce travail vise à mieux comprendre comment les anciennes techniques dotées de nouvelles fonctionnalités, les progrès technologiques et en imagerie, ainsi que les caractéristiques spécifiques des tumeurs convergent pour optimiser la prise en charge locorégionale du CHC. Les résultats soutiennent une évolution vers une oncologie personnalisée, où les choix thérapeutiques sont guidés par les caractéristiques individuelles de la tumeur, l'imagerie quantitative et l'analyse procédurale en temps réel. Si la place de ces thérapies locorégionales évoluera probablement avec l'émergence de nouveaux traitements systémiques, elles resteront des éléments clés de l'avenir des soins oncologiques personnalisés. |
