L’imagerie fonctionnelle, contrairement à l’imagerie anatomique, s’attache à identifier les structures tissulaires sur la base d’une activité métabolique augmentée, détectable par l’utilisation de composés radio-marqués. En oncologie, la Tomographie par Emission de Positons (TEP) est devenue un examen standard lors du diagnostic et du bilan d'extension pour la majorité des tumeurs solides. L'imagerie TEP se base sur les propriétés d’émission d'un radio-traceur ciblant un processus physiologique. Il est par exemple possible d'identifier des zones avec une forte prolifération cellulaire à l'aide de 18F-FLT (FluoroDesoxyThymidine) qui marque les cellules à forte activité de synthèse d’ADN, les zones hypoxiques avec du 18FFMISO (FluoroMisonidazole), ou encore le métabolisme glucidique avec du 18F-FDG (FluoroDesoxyGlucose). Après l’acquisition, des algorithmes de reconstruction tomographiques permettent d'identifier les positions des désintégrations du radiotraceur utilisé et de produire une image fonctionnelle en 3D du patient. Sur ces images TEP il est possible d'extraire plusieurs informations quantitatives tel que la valeur maximale d'absorption du radiotraceur, le volume tumoral métaboliquement actif ainsi que l'hétérogénéité et la forme de la tumeur. Nous avons montré que ces données quantitatives provenant de l'imagerie TEP au 18F-FFG effectuée lors du diagnostic permettent de prédire le niveau de réponse à la radiochimiothérapie pour les cancers de l’oesophage (Tixier, F. et al. J. Nucl. Med. 52, 369–378 / 2011). Partant de l’hypothèse selon laquelle les paramètres extraits de l’image peuvent refléter, au moins en partie, l’activité transcriptionnelle des cellules tumorales, nous avons mené une analyse transcriptomique à partir de prélèvements en zone cancéreuse et saine, sur un ensemble de 45 cancers des voies aériennes supérieures, et extrait les paramètres d’imagerie. Nos résultats, encore partiels, indiquent que certaines voies de signalisation et d’activité cellulaires sont modifiées, en lien avec des informations déduites de l’analyse d’images. Mis en perspective, ces travaux pourraient permettre de sélectionner les patients, par la caractérisation de l’hétérogénéité des tumeurs, en inférant sur la nature des voies subcellulaires modifiées, pour adapter les abords thérapeutiques.