Des bactéries génétiquement modifiées pour devenir des vaccins personnalisés contre le cancer. C'est l'entreprise d'une équipe de chercheurs de l'Université Columbia de New York et, selon les résultats publiés dans 'Nature', semble être une forme prometteuse d’immunothérapie. Les scientifiques ont conçu des bactéries probiotiques qui demandent au système immunitaire de détruire les cellules cancéreuses, ouvrant ainsi la porte à une nouvelle classe de vaccins contre le cancer qui tirent parti des propriétés naturelles de ces germes et de leur capacité à cibler les tumeurs. Ces vaccins microbiens, illustrent les experts, peuvent être personnalisés pour attaquer la tumeur primaire et les métastases de chaque patient et pourraient également être utilisés pour prévenir de futures récidives..
L'étude
Les études menées jusqu'à présent ont utilisé des modèles murins de cancer colorectal et de mélanome avancés et ont montré que le vaccin bactérien renforçait le système immunitaire pour supprimer la croissance des tumeurs primaires et métastatiques et, dans de nombreux cas, les éliminer. Le tout en laissant intactes les parties saines du corps. Ce vaccin, lit-on dans un rapport d’étude, s’est avéré plus efficace que les vaccins thérapeutiques à base de peptides utilisés dans de nombreux essais cliniques antérieurs sur le cancer. « L'avantage important de notre système – déclare Andrew Redenti, du Collège Vagelos des médecins et chirurgiens de l'Université de Columbia, qui a contribué à diriger l'étude – est sa capacité unique à restructurer et à activer de manière coordonnée toutes les branches du système immunitaire pour induire une action productive. réponse anti-tumorale. Nous pensons que c'est pourquoi cela fonctionne si bien dans les modèles avancés de tumeurs solides qui ont été particulièrement difficiles à traiter avec d'autres immunothérapies.
Le vaccin bactérien était « capable de contrôler ou d’éliminer la croissance de tumeurs primaires ou métastatiques avancées et de prolonger la survie des modèles murins », explique Jongwon Im, de l’Université de Columbia, qui a contribué à diriger les aspects d’ingénierie bactérienne de l’étude. Il s'agit d'une arme qui promet d'être personnalisable : « Chaque cancer est unique », souligne Nicholas Arpaia, professeur agrégé de microbiologie et d'immunologie au Collège Vagelos des médecins et chirurgiens de l'Université de Columbia, qui a dirigé la recherche avec Tal Danino, professeur agrégé en génie biomédical de la School of Engineering de Columbia. « Les cellules tumorales – poursuit-il – abritent des mutations génétiques qui les distinguent des cellules saines normales. En programmant des bactéries qui dirigent le système immunitaire pour qu'il cible ces mutations cancéreuses spécifiques, nous pouvons concevoir des thérapies plus efficaces qui stimulent le système immunitaire du patient à détecter et à tuer ses cellules cancéreuses.. Alors que nous continuons à intégrer des optimisations supplémentaires en matière de sécurité, nous approchons du point de tester la thérapie chez les patients. »
Les bactéries dans le traitement du cancer
Les bactéries sont utilisées dans le traitement du cancer depuis la fin du XIXe siècle, lorsque William Coley, chirurgien à l'hôpital de New York, a observé une régression tumorale chez un sous-groupe de patients atteints de tumeurs inopérables. Ils sont encore utilisés aujourd’hui comme thérapie chez les patients atteints d’un cancer de la vessie à un stade précoce. Et les chercheurs savent désormais que certains de ces germes peuvent migrer naturellement et coloniser les tumeurs, où ils peuvent prospérer dans un environnement souvent privé d’oxygène et provoquer localement une réponse immunitaire. « Ces qualités à elles seules ne donnent généralement pas aux bactéries suffisamment de pouvoir pour stimuler des réponses immunitaires capables de détruire une tumeur, mais elles constituent un bon point de départ pour construire un nouveau domaine de thérapies anticancéreuses », explique Arpaia.
Le nouveau système commence par une souche probiotique de la bactérie E. coli à laquelle les chercheurs ont apporté de multiples modifications génétiques pour contrôler précisément la façon dont elles interagissent avec le système immunitaire et lui demander de tuer la tumeur. Les bactéries modifiées codent pour des cibles protéiques appelées néoantigènes, qui entraînent le système immunitaire à cibler et à attaquer les cellules tumorales qui expriment les mêmes protéines. Lorsqu’ils ont été testés sur des souris, les chercheurs ont observé que ces vaccins bactériens contre le cancer, finement programmés, sont capables de recruter un large éventail de cellules immunitaires qui attaquent les cellules tumorales, tout en empêchant les réponses qui supprimeraient normalement les attaques immunitaires directes des tumeurs. Dans ces tests, le vaccin bactérien a également réduit la croissance du cancer lorsqu’il est administré à des souris avant qu’elles ne développent des tumeurs et a empêché la repousse des mêmes tumeurs chez les souris traitées, ce qui suggère qu’il pourrait potentiellement prévenir les récidives chez les patients atteints de cancer.
Comment cela fonctionnerait-il chez les gens ? La première étape dans la création de ces vaccins microbiens consisterait à séquencer le cancer d'un patient et à identifier ses néoantigènes uniques à l'aide de la bioinformatique. Ensuite, les bactéries seraient conçues pour produire de grandes quantités de ces néoantigènes identifiés, ainsi que d’autres facteurs immunomodulateurs. Infusées chez le patient, les bactéries se concentreraient sur les tumeurs et produiraient et délivreraient constamment leur cargaison de « médicaments ». Une fois activé par le vaccin bactérien, le système immunitaire serait poussé à éliminer les cellules cancéreuses répandues dans tout le corps et à empêcher le développement métastatique. Le processus de préparation du vaccin bactérien personnalisé « peut être assez rapide. Les bactéries peuvent être plus simples à produire que d'autres plateformes vaccinales », explique Danino. Avec cette stratégie, ajoute Arpaia, « nous pouvons administrer une concentration plus élevée de médicaments, limitant l'administration directement à la tumeur et modulant localement la manière dont nous stimulons le système immunitaire ».
