Comment déterminer le traitement le plus efficace contre le cancer du côlon ? La réponse à la chimiothérapie est très variable d’un patient à l’autre. Une équipe de l’UNIGE a mis au point une nouvelle méthode pour tester différents médicaments, sans passer par l’organisme de la personne atteinte et sans recourir à l’expérimentation animale. Les chercheurs ont utilisé des organoïdes – des reproductions miniatures d’organes et de tissus – issus de patients et exposés à des traitements. Les résultats de ces tests ont ensuite été modélisés. Cette approche ouvre la voie à des thérapies optimisées et personnalisées contre diverses formes de cancer et d’autres maladies. On peut le trouver dans le Journal de recherche expérimentale et clinique sur le cancer.
Avec plus de 1,4 million de personnes touchées chaque année – dont 700 000 mortellement – le cancer colorectal est le troisième cancer le plus diagnostiqué au monde et le deuxième le plus meurtrier, juste après le cancer du poumon. Son traitement repose essentiellement sur une association de chimiothérapies appelée FOLFOXIRI. Cependant, son efficacité varie d’un patient à l’autre et ses effets secondaires sont importants. Elle conduit également à une résistance progressive aux médicaments chez la plupart des patients.
Comment tester et optimiser les combinaisons de chimiothérapies pour chaque patient sans provoquer de nombreux effets secondaires ? Une équipe de l’UNIGE dirigée par Patrycja Nowak-Sliwinska, professeure associée à la Faculté des sciences pharmaceutiques de la Faculté des sciences de l’UNIGE et membre du Centre de recherche translationnelle en oncohématologie (CRTOH), a trouvé la solution en utilisant des organoïdes. Ces structures cellulaires tridimensionnelles, créées en laboratoire, reproduisent la structure et les fonctions de certains tissus et organes.
Presque comme des organes
« Ces micro-tissus ne sont pas des organes en tant que tels. Ils présentent des différences physiologiques importantes, telles que l’absence de système vasculaire ou nerveux. Cependant, ce sont des modèles très efficaces pour tester les traitements. »
George M. Ramzy, chercheur post-doctorant à la Faculté des sciences pharmaceutiques de la Faculté des sciences de l’UNIGE et premier auteur de l’étude
Les chercheurs ont commencé avec des tissus cancéreux prélevés sur des patients non traités aux Hôpitaux universitaires de Genève (HUG). En cultivant des cellules souches à partir de ces tissus – qui se sont progressivement divisés et organisés en structures tridimensionnelles – les scientifiques ont pu produire des organoïdes, ou tumoroïdes, à partir de la tumeur de chaque patient.
« Nous avons ensuite testé différents médicaments sur ces modèles, sans connaître leur patrimoine génétique », explique Patrycja Nowak-Sliwinska. Ce contexte individuel détermine en grande partie l’efficacité des traitements. Les chercheurs sont donc repartis de zéro, basant toute leur étude sur l’observation de la réponse des cellules en temps réel.
Rapide, efficace et personnalisé
Ces avatars tumoraux ont été exposés à une gamme de sept traitements actuellement en usage clinique. En fonction de la réponse de chaque organoïde patient, la combinaison et les dosages de ces traitements ont été adaptés. Tous les résultats ont été modélisés mathématiquement pour prédire l’efficacité et les doses optimales pour chaque organoïde, c’est-à-dire pour chaque patient. Ces tests se sont déroulés sur deux semaines. « Il s’agit d’un délai cliniquement pertinent : c’est le délai actuellement nécessaire au corps médical pour choisir un traitement après le diagnostic », explique Patrycja Nowak-Sliwinska.
Grâce à une collaboration entre le laboratoire de recherche de l’UNIGE et l’EPFL, les chercheurs ont ensuite pu déterminer le stade de la tumeur de chaque patient et les principales mutations impliquées dans la progression de la maladie. Ces informations sont pertinentes et essentielles pour mieux comprendre le choix et le mécanisme d’action de chaque association médicamenteuse. »Chaque patient est différent et nécessite un traitement spécifique » ajoute Patrycja Nowak-Sliwinska.
Cette approche innovante, sans modèles animaux, vient d’être brevetée. Il propose un traitement personnalisé pour de nombreuses formes de cancer, mais aussi pour d’autres maladies telles que les maladies cardiovasculaires ou virales. Des essais sont en cours pour le cancer du rein. Pour l’équipe de recherche, la prochaine étape sera de travailler sur des organoïdes issus de tumeurs cancéreuses du côlon prétraitées, qui montrent donc des signes de résistance. L’objectif sera également de raccourcir la durée du processus d’optimisation.
