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Disparition de cellules cancéreuses chez deux nourrissons traités par des lymphocytes T génétiquement modifiés

Un traitement immédiatement disponible pour lutter contre le cancer pourrait avoir été découvert.

Deux nourrissons atteints de leucémie sont en phase de rémission grâce à un traitement inédit utilisant des lymphocytes T génétiquement modifiés issus de donneurs sains. Les patients anglais ont reçu un premier traitement en 2015, après une chimiothérapie infructueuse. Aujourd’hui, soit deux ans plus tard, on ne décèle plus aucune cellule cancéreuse chez ces personnes.

Si un tel succès est observé lors de futurs essais cliniques, le traitement pourrait constituer un moyen peu onéreux, et accessible à tous, de lutter contre le cancer, sans avoir besoin de créer des lymphocytes T spécifiques pour chaque patient.

« Cette application d’une technologie émergente a démontré le potentiel des thérapies utilisant des cellules génétiquement modifiées (édition de gènesgene-editing). Toutefois, il faut rester prudent à ce stade de l’étude puisque le résultat n’est fondé que sur les cas de deux nourrissons » indique l’équipe du London’s Great Ormond Street Hospital.

Les nourrissons, âgés respectivement de 11 et 16 mois au début du nouveau traitement, avaient été traités par chimiothérapie pour combattre la leucémie. Les traitements par chimiothérapie avaient échoués, et l’on avait prévenu leurs parents qu’ils devaient se préparer au pire. Sans aucune autre option disponible, les médecins du London’s Great Ormond Street Hospital ont tenté un nouveau protocole : injecter aux nourrissons des lymphocytes T génétiquement modifiés – connus sous le nom de récepteur antigène chimérique ou lymphocyte T-CAR* (ou Récepteur Antigénique Chimérique) – provenant de donneurs sains. [* Les CAR-T cells ou lymphocytes CAR-T fabriquent un récepteur (CAR) ayant pour cible une protéine. Information tirée de Sciences et Avenir].

Layla Richards. Credit: Sharon Lees/Great Ormond Street Hospital

« Je ne voulais plus revivre la déception d’une chimiothérapie. Je préférais que ma fille puisse bénéficier de quelque chose de nouveau et j’ai pris le risque » a expliqué Ashleigh Richards, père d’une des deux petites, Layla Richards (photo ci-dessus), à James Gallagher à la BBC, peu de temps après les traitements en 2015.

« Et la voilà aujourd’hui qui rigole et gigote. Elle était si faible avant le traitement, c’était affreux et je suis tellement reconnaissant de cette opportunité ».

Les lymphocytes T sont un type de cellules du sang qui s’attaquent et détruisent les cellules infectées dans le corps, y compris les cellules cancéreuses. Malheureusement, les lymphocytes T de l’organisme ne sont pas toujours à la hauteur lorsqu’il s’agit d’identifier et de détruire toutes les cellules cancéreuses, en particulier si ces dernières se développent très vite.

Par le passé, il y a eu des tentatives visant à améliorer la capacité des lymphocytes T à chercher précisément et détruire des cellules cancéreuses. L’un des moyens qui a remporté le plus de succès implique que les médecins prélèvent les lymphocytes T d’un patient, les modifient génétiquement pour améliorer leur capacité à cibler les cellules errantes, et les réinjectent dans le corps du patient, où elles se reproduisent et constituent une armée plus dynamique. Mais tous les patients ne disposent pas d’une quantité suffisante de cellules saines pour que cela fonctionne.

Ce nouveau traitement, contrairement aux autres, ne nécessite pas de prélever les lymphocytes T du patient. Cela signifie que les médecins pourraient rapidement disposer de traitements génétiquement développés et prêts à l’utilisation dès que le cancer est diagnostiqué, plutôt que d’avoir à attendre que les lymphocytes T du patient soient modifiés.

« Si l’on regarde cinq mois en arrière, ce que nous vivons aujourd’hui est inouï, mais cela ne signifie pas que nous avons résolu le problème » a reconnu Paul Veys, membre de l’équipe du University College London, lors d’un entretien avec la BBC en 2015.

Le seul moyen de savoir si nous avons découvert un traitement efficace est d’attendre cette année ou les deux prochaines, mais rien que d’être parvenu à ce stade constitue déjà une très grande avancée ».

Deux années se sont écoulées, et les deux enfants sont toujours en rémission, ce qui suggère que jusqu’ici, le traitement porte ses fruits.

Il est important de noter que le traitement n’a été testé que sur deux patients. Il est donc nécessaire d’effectuer d’autres essais sur un panel plus conséquent de patients avant que ce traitement puisse être largement mis à disposition d’autres malades. Mais c’est excitant de voir les résultats obtenus jusqu’ici, en particulier lorsqu’il s’agit de sauver la vie de deux bébés.

En plus de l’apparent succès de ce protocole, disposer d’un traitement rapidement disponible serait incroyablement moins onéreux que de modifier génétiquement les lymphocytes T d’un patient. Ce nouveau protocole impliquerait d’utiliser le sang de donneurs pour créer des lots de lymphocytes T-CAR qui pourraient être congelés et distribués par doses.

« Nous estimons que le coût de production d’une dose serait d’environ 4000 US$ » a déclaré Julianne Smith, développeuse des CAR-T pour la compagnie pharmaceutique Cellectis qui développe des immunothérapies contre le cancer, dans un article paru dans la MIT Technology Review.

Smith, qui n’avait pas participé à l’étude, explique qu’utiliser les propres lymphocytes T d’un patient coûte à peu près 50.000 US$ la dose, ce qui rend le nouveau traitement considérablement plus abordable.

Espérons-le, avec la poursuite de ces recherches, d’autres médecins vont pouvoir tester le traitement développé par l’équipe. S’il est efficace, ce dernier pourrait être utilisé dans les hôpitaux du monde entier. Mais seul le temps pourra nous le dire.

Les travaux de l’équipe ont été publiés dans Science Translational Medicine.

traduction Virginie Bouetel

ScienceAlert

Une puce microfluidique emprisonne les cellules cancéreuses simples pour analyse

Close-up of the single cell isolation biochip
Credit: National University of Singapore

Une nouvelle puce microfluidique peut choisir n’importe quelle cellule cancéreuse obtenue par biopsie liquide (une simple prise de sang) pour réaliser une analyse unicellulaire.

Par rapport à la biopsie tumorale nécessitant une chirurgie, la biopsie liquide, est moins invasive et moins douloureuse et peut-être faite plus fréquemment. La biopuce prend environ deux ou trois heures pour traiter un échantillon de sang d’environ 101 000 cellules avec peu de pertes.

Le système fournit des lectures très sensibles permettant d’identifier des mutations survenant de basses fréquences, permettant un meilleur diagnostic du cancer. L’innovation pourrait aider les médecins à prendre de meilleures décisions en matière de médicaments spécifiques à utiliser, basé sur la présence d’activations spécifique, mais des mutations qui peuvent être traitées, ainsi que suivre les changements ou les progrès du traitement.

Les cellules cancéreuses peuvent varier, certaines étant plus malignes et invasives. Cette hétérogénéité limite l’efficacité du traitement – des patients atteints du même cancer montrent différents résultats des traitements. Connaître la composition du cancer est cruciale pour administrer le traitement le plus efficace.

« Si nous faisons une analyse en masse de toute la population de cellules tumorales, nous pouvons manquer l’information des cellules malignes rares que nous devrions cibler, car elles sont masquées par de nombreuses autres cellules cancéreuses bénignes. C’est la motivation derrière le système que nous développons, » déclare Lim Chwee Teck, un professeur d’ingénierie à l’Université nationale de Singapour, qui a collaboré avec Clearbridge mFluidics pour concevoir la nouvelle puce.

L’appareil utilise la dynamique microfluidique pour déplacer les cellules et les maintenir passivement cellule par cellule dans chacune des chambres contrôlées à côté du canal principal. Les cellules sélectionnées peuvent alors être éjectées individuellement des chambres pour évaluation en aval.

Cela permet de manière rapide et efficace, d’emprisonner quelques cellules simples tout en ayant la flexibilité de choisir et de séparer une cellule d’intérêt quelconque.

Les travaux, publiés sur Scientific Reports, pourraient potentiellement ouvrir la voie pour un traitement sur-mesure renforcé ou de la médecine personnalisée. L’analyse des cellules simples pourrait également être utilisée dans de nombreuses autres applications cliniques en plus du cancer, dit Tan Swee Jin, directeur technique de Clearbridge mFluidics. Un prototype du système verra le jour à la fin de l’année, avec une version améliorée ciblée pour 2017.

National University of Singapore ; DOI: 10.1038/srep22076

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Une armée de nanorobots cible avec précision des tumeurs cancéreuses

Communiqué de presse

L’administration de médicaments anticancéreux redéfinie

Des chercheurs de Polytechnique Montréal, de l’Université de Montréal et de l’Université McGill viennent de faire une percée spectaculaire dans la recherche sur le cancer. Ils ont mis au point de nouveaux agents nanorobotiques capables de naviguer à travers le système sanguin pour administrer avec précision un médicament en visant spécifiquement les cellules actives des tumeurs cancéreuses. Cette façon d’injecter des médicaments assure un ciblage optimal de la tumeur et évite de compromettre l’intégrité des organes et des tissus sains environnants. Grâce à cette nouvelle approche, la dose de médicament, hautement toxique pour l’organisme humain, pourrait être largement réduite.

Cette avancée scientifique vient d’être publiée dans le prestigieux journal Nature Nanotechnology sous le titre «Magneto-aerotactic bacteria deliver drug-containing nanoliposomes to tumour hypoxic regions»

. L’article fait état des résultats de recherches effectuées sur des souris chez lesquelles on a administré, avec succès, des agents nanorobotiques dans des tumeurs colorectales.

crédit Polytechnique Montréal

« Cette armée d’agents nanorobotiques était en fait constituée de plus de 100 millions de bactéries flagellées – donc autopropulsées – et chargées de médicaments qui se déplaçaient en empruntant le chemin le plus direct entre le point d’injection du médicament et la zone du corps à traiter », explique le professeur Sylvain Martel, titulaire de la Chaire de recherche du Canada en nanorobotique médicale et directeur du Laboratoire de nanorobotique de Polytechnique Montréal, qui dirige les travaux de l’équipe de chercheurs. « La force de propulsion du médicament a été suffisante pour parcourir efficacement le trajet et pénétrer profondément dans les tumeurs. »

Lorsqu’ils parviennent à l’intérieur d’une tumeur, les agents nanorobotiques peuvent, de manière entièrement autonome, détecter les zones tumorales appauvries en oxygène (dites « hypoxiques »), et y livrer le médicament. Cette hypoxie est causée par l’importante consommation d’oxygène engendrée par la prolifération rapide des cellules tumorales. Les zones hypoxiques sont reconnues comme étant résistantes à la plupart des traitements, incluant la radiothérapie.

Accéder aux tumeurs en empruntant des voies aussi petites qu’un globule rouge et en traversant des microenvironnements physiologiques complexes comporte toutefois plusieurs défis. Le professeur Martel et son équipe ont donc eu recours à la nanotechnologie pour y parvenir.

Bactérie avec boussole

Pour se déplacer, les bactéries utilisées par l’équipe du  professeur Martel comptent sur deux systèmes naturels. Un genre de boussole, créée par la synthèse d’une chaîne de nanoparticules magnétiques, leur permet de se déplacer dans le sens d’un champ magnétique, alors qu’un capteur de concentration d’oxygène leur permet d’atteindre et de demeurer dans les zones actives de la tumeur. En exploitant ces deux systèmes de transport et en exposant les bactéries à un champ magnétique contrôlé par ordinateur, les chercheurs ont démontré que ces bactéries pouvaient imiter parfaitement les nanorobots artificiels du futur, imaginés pour ce genre de missions.

« Cette utilisation novatrice des nanotransporteurs aura un impact non seulement sur la création de concepts d’ingénierie plus poussés et de méthodes interventionnelles inédites, mais elle ouvre aussi tout grand la voie à la synthèse de nouveaux vecteurs de médicaments, d’imagerie et de diagnostic, poursuit le professeur Martel. La chimiothérapie, si toxique pour l’ensemble du corps humain, pourrait utiliser ces nanorobots naturels pour amener le médicament directement à la zone ciblée, ce qui permettrait d’éliminer les désagréables effets secondaires tout en augmentant l’efficacité thérapeutique. »

Les travaux du professeur Sylvain Martel ont reçu le très précieux appui du Consortium québécois sur la découverte du médicament (CQDM), des Chaires de recherche du Canada, du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada (CRSNG), de la Chaire de recherche de Polytechnique en nanorobotique, de MITACS, de la Fondation canadienne pour l’innovation (FCI) et des National Institutes of Health (NIH). L’Hôpital général juif de Montréal, le Centre universitaire de santé McGill (CUSM), l’Institut de recherche en immunologie et en cancérologie (IRIC), ainsi que le Centre de Recherche sur le Cancer Rosalind et Morris Goodman ont également participé à ces travaux de recherche prometteurs.

Un implant pour détecter les cellules tumorales dans le sang

Difficilement détectables dans le sang, les cellules tumorales circulantes sont pourtant un bon marqueur métastasique. Des chercheurs américains ont mis au point un implant, capable de les détecter dans le sang de souris, même en petite quantité.

L’équipe de recherche a créé un implant en biomatériaux qui capture ces cellules métastatiques chez des souris de laboratoire auxquelles elle avait inoculé un cancer du sein métastatique. Le dispositif mesure moins d’un demi centimètre. “Nous avons combiné cela avec un système d’imagerie qui nous permet de détecter la présence de cellules cancéreuses dans l’implant, ce qui nous permet de détecter de manière précoce les métastases“, a indiqué à l’AFP M. Shea, l’un des auteurs.

Cet implant innovant devrait, selon M. Shea, permettre de fournir “une fenêtre de tir pour traiter les métastases alors que le patient est encore en relativement bonne santé et avec peu de cellules cancéreuses“. Car, en piégeant les cellules tumorales, l’implant pourrait aussi permettre aux médecins de les analyser pour identifier le traitement le plus adapté.

Les travaux sont publiés dans Nature Communication

pour en savoir plus : francetvinfo