Comment les cellules immunitaires peuvent être contrôlées pour tuer le cancer
En concevant des cellules T tueuses de cancer qui peuvent être manipulées de manière non invasive par télécommande, les chercheurs ont ajouté une fonctionnalité potentiellement puissante à un type d'immunothérapie déjà prometteur connu sous le nom de thérapie par cellules CAR-T.
Un rapport sur l'étude, dirigé par l'Université de Californie à San Diego (UCSD), devrait être publié dans le Actes de l'Académie nationale des sciences.
L’immunothérapie, une approche relativement nouvelle de la lutte contre le cancer, manipule et renforce le système immunitaire du patient pour éliminer les tumeurs.
Un type d'immunothérapie qui émerge rapidement est la thérapie des cellules T des récepteurs antigéniques chimériques (cellules CAR T).
Dans la thérapie cellulaire CAR T, les cellules immunitaires appelées cellules T sont prélevées sur une personne et génétiquement modifiées en laboratoire afin qu'elles puissent reconnaître et tuer plus efficacement les cellules cancéreuses. Les cellules artificielles sont ensuite multipliées et remises dans la personne.
Conçu pour tuer les cellules cancéreuses
La partie génétiquement modifiée de la cellule T est le récepteur d'antigène chimérique (CAR). Il contient divers éléments synthétiques, dont un qui peut reconnaître les caractéristiques uniques des cellules tumorales appelées antigènes associés à la tumeur, et un autre qui active la cellule T pour tuer la cible.
Au fur et à mesure que de nouvelles générations de thérapie par cellules CAR T ont été développées, la CAR est devenue de plus en plus sophistiquée et a acquis plus de fonctionnalités, y compris certaines qui augmentent le pouvoir anti-tumoral et la persistance des cellules T modifiées.
Deux thérapies à base de cellules CAR T ont été récemment approuvées aux États-Unis: l'une pour le traitement de la leucémie lymphoblastique aiguë chez l'enfant et l'autre pour le traitement du lymphome avancé chez l'adulte.
Cependant, on se demande maintenant si ce type d'immunothérapie peut être utilisé efficacement pour traiter les cancers avec des tumeurs solides, telles que celles du sein et du côlon.
Une préoccupation est de savoir si les cellules T modifiées peuvent ou non être rendues suffisamment puissantes pour surmonter la résistance du micro-environnement à l'intérieur d'une tumeur solide aux réponses immunitaires.
Renier J. Brentjens, un oncologue médical et un des premiers pionniers de la thérapie par cellules CAR T, dit que ce qu'il faut, c'est une «super cellule T».
Lui et son équipe du Memorial Sloan Kettering Cancer Center à New York, NY, travaillent sur une solution au problème de résistance au micro-environnement qu'ils appellent une «cellule CAR T blindée».
Caractéristiques mécanogénétiques ajoutées aux cellules T
Une autre préoccupation qui pose un défi aux développeurs de thérapies est que «le ciblage non spécifique des cellules CAR T contre les tissus non malins peut mettre la vie en danger», déclare Peter Yingxiao Wang, professeur de bio-ingénierie à l'UCSD et l'un des chercheurs principaux de la nouvelle étudier.
Dans leur rapport de journal, le Prof.Wang et le reste de l'équipe d'étude décrivent comment ils ont ajouté de nouvelles fonctionnalités à la thérapie cellulaire CAR T dans laquelle les cellules T transportent des modules qui peuvent être manipulés pour produire des changements géniques et cellulaires grâce à des ultrasons contrôlés à distance et non invasifs.
Ils pensent que les nouvelles fonctionnalités rendent potentiellement la thérapie par cellules CAR T plus puissante pour lutter contre le cancer et moins susceptibles de produire des effets secondaires indésirables.
Ils disent qu'il existe un «besoin critique» d'outils qui peuvent fonctionner de cette manière, en particulier lors de la traduction de nouveaux traitements expérimentaux chez les animaux et les humains.
La nouvelle approche est un exemple de mécanogénétique, qui est un nouveau domaine qui manipule les propriétés mécaniques au niveau des cellules pour modifier l'expression des gènes et les fonctions cellulaires.
«Précision et efficacité sans précédent»
L'équipe a conçu le CAR sur les cellules T pour transporter des mécanocapteurs chargés de microbulles qui vibrent lorsqu'elles sont exposées à des ondes ultrasonores.
Les microbulles activent une protéine codée par un gène appelé Piezo Type Mechanosensitive Ion Channel Component 1 (PIEZO1). La protéine PIEZO1 est un «canal ionique activé mécaniquement qui relie les forces mécaniques aux signaux biologiques».
Une fois activé, le canal PIEZO1 permet aux ions calcium d'entrer dans la cellule T. Cette action déclenche une cascade de réactions moléculaires qui activent des gènes qui aident les lymphocytes T à reconnaître et à tuer les cellules cancéreuses.
«Ce travail», dit le professeur Wang, «pourrait finalement conduire à une précision et une efficacité sans précédent dans l'immunothérapie des cellules CAR T contre les tumeurs solides, tout en minimisant les toxicités hors tumeur.»
«La thérapie cellulaire CAR T est en train de devenir une approche thérapeutique révolutionnaire pour le traitement du cancer.»
Professeur Peter Yingxiao Wang
