« Formation admissible aux fins de la formation continue obligatoire, pour une durée de 1 heure. »
La détection du cancer grâce à la biophotonique avec Frédéric Leblond
Au Coeur des Innovations
Dans cet épisode, Michel Demuynck reçoit Frédéric Leblond, ing., professeur titulaire en génie physique à Polytechnique Montréal et chercheur au Centre de recherche du CHUM, pour explorer le potentiel de la biophotonique dans la détection du cancer. La discussion s’ouvre sur les fondements de l’interaction lumière-matière et la spectroscopie Raman, une technique capable de produire une empreinte biomoléculaire unique de n’importe quel tissu biologique, avant de plonger dans le développement de la sonde Sentry et dans les défis concrets du transfert technologique vers la salle d’opération.
L’épisode aborde également les applications au cancer du sein, les tests sérologiques sur biofluides pour le suivi en oncologie, ainsi que les enjeux éthiques et réglementaires entourant l’intelligence artificielle en dispositifs médicaux.
Informations générales
Titre de la formation:
La détection du cancer grâce à la biophotonique avec Frédéric Leblond
Durée: 1.00 heure
Langue: Français
Format: Balado | Formation en-ligne
Expert invité: Frédéric Leblond, ing., Ph. D.
Professeur titulaire, Département de génie physique, Polytechnique Montréal
Directeur, LumedLab
Chercheur régulier, Centre de recherche du CHUM (CRCHUM)
Fondateur et Chef de l’innovation scientifique, Reveal Life Science
Frédéric Leblond est professeur titulaire au Département de génie physique de Polytechnique Montréal et directeur du LumedLab, laboratoire d’optique biomédicale qu’il a fondé en 2012. Titulaire d’un baccalauréat en génie physique de Polytechnique Montréal, d’une maîtrise en physique de l’Université Laval et d’un doctorat en physique de l’Université McGill, il a effectué un stage postdoctoral à l’Université de Chicago avant d’orienter sa carrière vers le génie biomédical. Ses travaux portent sur la spectroscopie optique, l’imagerie moléculaire et l’intelligence artificielle appliquées à l’oncologie chirurgicale et aux diagnostics par biofluides. Il est cofondateur et Chef de l’innovation de Reveal Life Science, membre de l’Ordre des ingénieurs du Québec. Auteur de plus de 130 publications évaluées par les pairs.
Compétences professionnelles visées (Cadre de référence OIQ)
C'est à l'ingénieur de déterminer si le contenu de cet épisode correspond à ses besoins de développement professionnel et à ses activités actuelles ou futures.
| Champ de compétence | Éléments couverts dans cet épisode |
|---|---|
| Rechercher les informations et les données pertinentes | Constitution d'une banque de plus de 20 000 spectres Raman annotés histologiquement sur plus de 500 patients ; collecte de biofluides (plasma sanguin, urine, salive) pour le développement de tests sérologiques en oncologie ; démarche de recherche clinique interdisciplinaire impliquant chirurgiens, pathologistes, oncologues et ingénieurs. |
| Déterminer la solution | Évaluation comparative des méthodes de détection tissulaire (transcriptomique à 10 000 $/échantillon versus spectroscopie Raman peropératoire) ; identification des risques techniques liés au bruit stochastique, à la contamination sanguine et aux artefacts de lumière ambiante ; sélection et développement d'algorithmes d'apprentissage automatique pour la discrimination tumeur/tissu normal. |
| Concevoir la solution | Conception de la sonde Sentry (fibres optiques, laser, spectromètre intégré) ; développement d'une technique d'acquisition en lumière ambiante éliminant la nécessité d'obscurcir la salle d'opération ; intégration d'un contrôle qualité du signal photonique en temps réel ; adaptation robotisée pour la numérisation de spécimens en chirurgie mammaire conservatrice et pour l'analyse de biofluides. |
| Agir professionnellement | Gestion des soumissions réglementaires à la FDA (désignation Breakthrough) et à Santé Canada (PMA) ; respect des protocoles éthiques de consentement des patients ; enjeux de souveraineté des bases de données cliniques ; biais d'entraînement des modèles d'IA et représentativité des ensembles de données. |
| Démontrer ses aptitudes personnelles | Maintien de l'équilibre entre rigueur scientifique et impératifs commerciaux dans un contexte de transfert technologique sur plus de dix ans ; persévérance face aux obstacles de financement et d'approbation réglementaire ; approche interdisciplinaire couvrant l'ingénierie, la médecine, l'intelligence artificielle et la réglementation des dispositifs médicaux. |
CONTENU
Parcours et vocation en génie physique
- Frédéric Leblond retrace son cheminement depuis une passion précoce pour les sciences fondamentales jusqu’au choix du génie physique à Polytechnique Montréal, motivé par la mécanique quantique, la thermodynamique et la physique moléculaire.
- Des stages d’été et des visites de laboratoire au baccalauréat l’ont orienté vers une carrière en recherche, complétée par une maîtrise en physique des particules élémentaires, un doctorat à McGill et un postdoctorat à l’Université de Chicago.
Introduction à la biophotonique
- La biophotonique combine lumière et biologie pour sonder les tissus dans des contextes diagnostiques ou thérapeutiques, en exploitant les phénomènes d’absorption sélective et de diffusion.
- Un laboratoire de biophotonique peut aller d’une simple lampe blanche couplée à une fibre optique et un spectromètre, jusqu’à une table optique avec laser, optique de focalisation sous-micrométrique et détecteur refroidi à -80 °C.
Principe de la spectroscopie Raman
- La spectroscopie Raman consiste à envoyer un laser sur un tissu et à détecter la fraction de photons réémis à une longueur d’onde différente, produisant un spectre comportant jusqu’à une cinquantaine de pics, chacun correspondant à des molécules spécifiques.
- Ce spectre constitue une empreinte biomoléculaire unique du tissu, permettant de distinguer os, muscle, gras et tissu cérébral, et surtout de différencier tissu tumoral et tissu normal avec une haute sensibilité et spécificité.
- C’est l’essor des lasers performants, la baisse du coût des détecteurs et le développement de l’apprentissage automatique qui ont rendu la technique déployable en contexte clinique.
Naissance de Reveal et développement de la sonde Sentry
- La collaboration entre Frédéric Leblond et le neurochirurgien Kevin Petrecca au CHUM est à l’origine du projet : détecter les invasions tumorales microscopiques du glioblastome, jusqu’à quelques centimètres au-delà du contraste visible à l’IRM, un problème sans solution disponible à moins de 10 000 $ par échantillon.
- Une première étude sur 17 patients, publiée dans Science Translational Medicine, a démontré la validité de l’approche et lancé la création de Reveal. La base de données d’entraînement compte aujourd’hui plus de 20 000 spectres annotés histologiquement sur plus de 500 patients.
- La compagnie a obtenu la désignation Breakthrough de la FDA. Une étude clinique pivot internationale est prévue en 2026 en vue d’un dépôt réglementaire PMA à Santé Canada.
La sonde Sentry en salle d’opération
- La sonde ressemble à un stylo connecté par fibres optiques à une console contenant un laser et un spectromètre : en moins de deux secondes, le chirurgien obtient une réponse (Tumeur / Normal) assortie d’un indice de confiance.
- Deux défis majeurs ont été résolus : la technique fonctionne désormais sans obscurcir la salle d’opération, et le système reconnaît automatiquement la qualité du signal, présence de sang, gras ou os, avant de produire une prédiction.
- L’outil est conçu comme jetable pour répondre aux critères d’entrée de nombreux systèmes de santé.
Application au cancer du sein
- Entre 20 % et 30 % des patientes subissent une deuxième chirurgie faute de détection des marges positives lors de la première intervention. La technologie a été adaptée en format robotisé : le spécimen est scanné en moins de 20 minutes pendant que le chirurgien procède à l’inspection des nodules lymphatiques.
- L’impact attendu est clinique : réduction des secondes chirurgies et de l’anxiété des patientes est systémique en allégeant les listes d’attente chirurgicales.
Tests sérologiques et suivi en oncologie
- La spectroscopie Raman appliquée aux biofluides (plasma sanguin, urine, salive) permet de séparer patients atteints de cancer colorectal et patients sains, et de distinguer les stades 1-2 des stades 3-4 du cancer du poumon, ouvrant la voie à des tests de suivi post-traitement réalisables en quelques secondes en cabinet médical.
Transfert technologique et interdisciplinarité
- Le passage de la table optique à la salle d’opération exige une coordination étroite entre ingénieurs, chirurgiens, pathologistes et oncologues, avec des protocoles éthiques rigoureux et une gestion des données soumise aux exigences de consentement des patients.
- La philosophie de Reveal : compléter les pratiques cliniques existantes plutôt que les remplacer, sans allonger les procédures ni déroger aux directives cliniques en vigueur.
- L’équilibre entre rigueur scientifique et impératifs commerciaux passe par une décision de « geler » le produit à un stade défini, tout en maintenant un pipeline de recherche distinct pour les développements futurs.
Intelligence artificielle, éthique et enjeux réglementaires
- Le déploiement de l’IA en dispositifs médicaux soulève des questions concrètes : souveraineté des bases de données cliniques, biais d’entraînement liés à la sous-représentation de certaines populations, et fiabilité des prédictions hors des contextes couverts par les ensembles d’apprentissage.
- Reveal a participé aux événements Vivatech (Paris, finaliste du prix Tech for Change 2025) et All-In 2025 (prix du ministre Salomon), confirmant la reconnaissance internationale de la démarche et la maturité commerciale de l’outil.
Ressources
- Reveal Life Science
- LumedLab — Laboratoire de Frédéric Leblond, Polytechnique Montréal
- Profil de Frédéric Leblond — Polytechnique Montréal
- Fondation canadienne pour l’innovation (FCI) — Portrait : Frédéric Leblond
- Chirurgie du cancer : une sonde pour améliorer le pronostic — Carrefour de l’actualité, Polytechnique Montréal
- Sonde anti-cancer — Québec Science, Top 10 découvertes 2017
- Chaîne YouTube de Reveal
- Spectroscopie Raman — Wikipédia
Épisode enregistré le 16 octobre 2025
Invité : Frédéric Leblond, ing., Ph. D
Animation : Michel Demuynck
Réalisation : Hugo Martin
Recherche : Michel Demuynck
Production : Rivercast Média s.a.