«Circuit génétique synthétique» peut améliorer l'efficacité de l'immunothérapie anticancéreuse

Selon une nouvelle étude, les circuits de gènes synthétiques qui ne déclenchent que des réponses immunitaires puissantes et spécifiques à la tumeur lorsqu'ils détectent certains marqueurs de maladies peuvent aider les immunothérapies à lutter plus efficacement contre le cancer.
Un circuit de gènes synthétiques a été développé pour améliorer l'efficacité de l'immunothérapie anticancéreuse.

Des chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT) à Cambridge suggèrent que leurs circuits artificiels codés par l'ADN pourraient aider à surmonter certains des problèmes qui ont entravé la traduction de l'immunothérapie du cancer du laboratoire à la clinique. Ils rapportent leur travail dans un article récemment publié dans la revue Cellule.

L'immunothérapie est un type de traitement prometteur, quoique relativement nouveau, qui fait appel au système immunitaire du patient pour lutter contre le cancer.

Il y a plusieurs façons de le faire. Par exemple, il peut ralentir ou arrêter la croissance et la propagation des cellules tumorales ou aider le système immunitaire à les détruire plus efficacement.

Certaines immunothérapies ont déjà été approuvées et sont en usage clinique. En 2011, par exemple, la Food and Drug Administration (FDA) a approuvé l'ipilimumab (Yervoy) pour le traitement du mélanome avancé qui ne peut être éliminé par chirurgie.

Surmonter les limites de l'immunothérapie

Cependant, dans leur étude, les chercheurs du MIT expliquent comment «malgré son succès dans plusieurs essais cliniques, l’immunothérapie du cancer reste limitée» par plusieurs facteurs. Ceux-ci comprennent: la "rareté" des marqueurs qui aident à cibler sélectivement les cellules tumorales; le fait que la tumeur elle-même peut supprimer le système immunitaire; et les effets secondaires toxiques, «hors cible», qui peuvent survenir lorsque des agents stimulant le système immunitaire sont délivrés à l'organisme entier.

Malgré le fait que certains de ces obstacles aient été surmontés et que les tests ont été couronnés de succès, les traitements ne fonctionnent que pour certains patients. Dans certaines thérapies, seuls 30 à 40% des patients répondent, note l’auteur principal Timothy Lu, professeur agrégé d’ingénierie biologique au MIT.

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Ses collègues et lui ont conçu et testé une approche basée sur un circuit de gènes synthétiques pouvant être inséré dans des cellules de la partie affectée du corps à l'aide d'un virus.

Lorsqu'il est activé, le circuit déclenche la production de protéines qui favorisent plusieurs réponses immunitaires anti-cancéreuses.

L'une des réponses est la production de «cellules T en surface» qui commandent aux cellules T du système immunitaire de tuer les cellules cancéreuses. Une autre réponse produit un anticorps appelé «inhibiteur de point de contrôle» qui empêche les tumeurs de supprimer le système immunitaire.

Le circuit activé favorise également le trafic des cellules T du système immunitaire vers les sites tumoraux et améliore le pouvoir des cellules T d'attaquer les cellules cancéreuses.

Promoteurs spécifiques du cancer

La caractéristique la plus intéressante du circuit est peut-être que, parce qu’il s’agit d’une «porte ET», elle ne fonctionne que si deux marqueurs spécifiques au cancer sont présents, ou «promoteurs». Si un seul marqueur est présent, le circuit reste inactif; il faut la présence des deux pour produire les "sorties" immunitaires anti-cancéreuses.

"Ce n’est que lorsque deux de ces activateurs du cancer sont activés que le circuit lui-même est activé", explique le professeur Lu.

Les promoteurs peuvent être des marqueurs naturellement présents dans les cellules cancéreuses, mais l’équipe a également testé des promoteurs synthétiques qui semblaient renforcer encore plus la réponse souhaitée.

Lorsqu'ils ont testé le circuit sur des cellules en laboratoire, l'équipe a constaté qu'elle pouvait différencier les cellules cancéreuses ovariennes des autres types de cellules, y compris les cellules ovariennes non cancéreuses.

En outre, lorsqu’ils ont testé le circuit des gènes synthétiques chez des souris implantées dans des cellules cancéreuses ovariennes, l’équipe a découvert qu’elle déclenchait les cellules T pour détecter et tuer les cellules cancéreuses sans nuire aux cellules non cancéreuses avoisinantes.

«Paquet unique» d'immunothérapies

Le professeur Lu suggère que l’avenir de l’immunothérapie sera probablement lié à la combinaison de différents types de thérapie. Par exemple, on peut assommer un signal que le cancer envoie pour supprimer une attaque du système immunitaire et, si la tumeur répond en augmentant un autre signal, cette thérapie peut être combinée à une autre qui cible le deuxième signal.

"Nous pensons qu'il est nécessaire de développer des immunothérapies ciblées beaucoup plus spécifiques, fonctionnant localement sur le site de la tumeur, plutôt que d'essayer de traiter le corps entier de manière systémique", explique-t-il.

Il note qu'ils veulent également pouvoir combiner plusieurs immunothérapies dans un "paquet unique" et être ainsi en mesure de stimuler le système immunitaire de différentes manières. "

Les chercheurs ont également constaté qu'ils pouvaient facilement adapter le circuit pour cibler d'autres types de tumeurs.

"Nous avons identifié d'autres promoteurs sélectifs du cancer du sein et, lorsqu'ils étaient encodés dans le circuit, ils cibleraient les cellules cancéreuses du sein par rapport à d'autres types de cellules."

Timothy Lu

L’équipe prévoit maintenant de tester son circuit de gènes synthétiques dans d’autres modèles de cancer et de mettre au point une méthode d’insertion souple et simple à produire et à utiliser.

Ils espèrent également développer le circuit destiné à être utilisé avec d'autres maladies, notamment les maladies inflammatoires de l'intestin, la polyarthrite rhumatoïde et d'autres maladies auto-immunes.