Les tests sur les animaux constituent depuis longtemps la norme pour évaluer les nouveaux médicaments avant qu’ils n’atteignent les patients humains. Mais lorsqu’il s’agit de médicaments d’immunothérapie anticancéreuse, les modèles animaux ne parviennent souvent pas à prédire quelles immunothérapies pourraient produire des effets secondaires nocifs chez l’homme, car elles n’ont pas les mêmes réponses ni les mêmes récepteurs cellulaires. Des chercheurs du Centre translationnel des systèmes microphysiologiques de barrière (TraCe-bMPS) de l’Université de Rochester travaillent sur une solution de haute technologie : les puces tissulaires, également connues sous le nom d’organes sur puce.
TraCe-bMPS tente de créer des outils de découverte de médicaments qui pourraient éventuellement être acceptés par la Food and Drug Administration des États-Unis pour être utilisés dans l’évaluation de nouveaux médicaments. Les outils sont construits à l’aide de puces µSiM modulaires et productibles en masse, dotées de membranes ultrafines de cellules humaines, mises au point par le directeur du centre James McGrath, professeur William R. Kenan, Jr. de génie biomédical. La plateforme exploite également des capteurs intégrés directement dans les puces, développés par le professeur Benjamin Miller, qui permettent aux chercheurs de surveiller la fonction barrière et la signalisation inflammatoire en temps réel.
Les immunothérapies renforcent la capacité du système immunitaire à détecter et à tuer les cellules cancéreuses. Mais ils peuvent produire des effets indésirables tels que le syndrome de libération des cytokines (CRS) – une réponse inflammatoire pouvant conduire à une défaillance d’un organe – et le syndrome de neurotoxicité associé aux cellules effectrices immunitaires (ICANS), qui amène les cellules immunitaires à attaquer les nerfs.
L’objectif est de prédire ces toxicités à partir de cellules humaines sur une puce, avant qu’un médicament n’atteigne un patient, et de le faire sans s’appuyer sur des modèles animaux qui ont échoué à plusieurs reprises à prédire le SRC chez l’homme. »
James McGrath, professeur William R. Kenan, Jr. de génie biomédical
Une étape réglementaire importante
Des études antérieures ont démontré les promesses de la technologie, et l’équipe a récemment surmonté un obstacle important en étant acceptée dans le programme pilote ISTAND (Innovative Science and Technology Approaches for New Drugs) de la FDA, qui aide à évaluer de nouveaux outils pour développer des médicaments.
« Nous sommes ravis que la FDA voit l’intérêt du développement de puces tissulaires, et nous travaillerons dur pour franchir les étapes restantes afin de garantir que la communauté de recherche puisse exploiter plus largement cette technologie pour la découverte de médicaments », déclare Joan Adamo, directrice des services de soutien réglementaire à l’Institut des sciences cliniques et translationnelles d’URochester Medicine.
L’équipe travaille actuellement à soumettre à la FDA un plan de qualification détaillé comprenant des considérations cliniques, des délais, des plans de partage de données et des méthodes statistiques qui seront utilisées pour évaluer la technologie des puces tissulaires. Ils peuvent ensuite postuler pour une qualification complète. Si la technologie devient qualifiée par la FDA, les entreprises pourraient l’utiliser pour tester des médicaments potentiels de manière plus humaine et inclure ces résultats lors du dépôt de demandes de nouveaux médicaments auprès de la FDA.
Au-delà des tests sur les animaux
La FDA a commencé ses efforts pour s’éloigner des tests sur les animaux avec la FDA Modernization Act 2.0 en 2022, et le rythme s’est accéléré avec la feuille de route 2025 de la FDA pour réduire les tests sur les animaux dans les études de sécurité préclinique. Bien que très peu de systèmes de puces tissulaires soient parvenus jusqu’à présent à ce stade du processus de réglementation, Adamo affirme qu’il s’agit d’un domaine en évolution rapide et que la demande pour cette technologie augmente rapidement.
« Dès le départ, la FDA souhaitait s’assurer que certaines entreprises souhaiteraient utiliser cette technologie », explique Adamo. « Il a été facile d’intéresser les sociétés pharmaceutiques au développement de cet outil, car de nombreuses immunothérapies en cours d’essais cliniques comportent un risque de SRC et d’ICANS. »
McGrath et Adamo disent qu’ils ont collaboré étroitement avec Graham Marsh ’14 (PhD) du Critical Path Institute à but non lucratif pour soumettre l’outil de découverte de médicaments candidats, et remercient les scientifiques de Pfizer pour leurs discussions utiles sur l’utilité de l’outil dans le développement de médicaments.
