Jennifer Munson, chercheuse en cancérologie à l'Institut de recherche biomédicale Fralin de Virginia Tech au VTC, a reçu deux nouvelles subventions des National Institutes of Health pour faire progresser une meilleure compréhension et améliorer le traitement d'un cancer du cerveau mortel.
Alors que les subventions du National Cancer Institute financent différents projets, tous deux impliquent d'identifier comment le mouvement du liquide entourant les cellules tumorales contribue à la propagation du glioblastome, une tumeur cérébrale mortelle, dans les zones cérébrales voisines, permettant au cancer de réapparaître après une intervention chirurgicale ou une radiothérapie.
Munson et son équipe identifient comment un liquide appelé liquide interstitiel se déplace entre les cellules et contribue éventuellement à la propagation des cellules tumorales dans les zones cérébrales voisines, permettant ainsi au cancer de revenir et de se propager après un traitement chirurgical ou radiologique.
L'une des subventions, d'une valeur de 2,6 millions de dollars sur cinq ans, vise à étudier comment le débit de fluide change avec le traitement et comment les ultrasons focalisés peuvent être exploités pour mieux cibler et distribuer la thérapie.
L'autre subvention, d'une valeur de 411 000 $ sur deux ans, soutient un projet visant à construire un nouveau modèle d'espaces remplis de liquide qui entourent les vaisseaux du cerveau et à déterminer leur comportement en matière de santé et pendant le traitement du cancer.
Il n’existe aucun traitement efficace contre le glioblastome, l’un des types les plus courants de tumeurs cérébrales primaires chez l’adulte et l’un des cancers humains les plus mortels. De nouvelles approches pour comprendre comment ce cancer envahit les tissus et récidive, ainsi que de meilleurs traitements et méthodes ciblées, sont désespérément nécessaires. »
Jennifer Munson, professeur, Institut de recherche biomédicale Fralin
Cartographie du flux dans le cerveau
Avec cette subvention de deux ans, Munson fait équipe avec Malisa Sarntinoranont, professeur de génie mécanique à l'Université de Floride. La collaboration combinera l'expertise du laboratoire Munson en matière d'écoulement des fluides et d'imagerie avec la modélisation informatique avancée de Sarntinoranont pour développer le premier modèle d'écoulement du cerveau entier dans les espaces remplis de liquide autour de certaines artères.
L’objectif est de mieux comprendre comment les structures sous-jacentes du cerveau peuvent contribuer au transport fluide des cellules cancéreuses au cours de la croissance tumorale.
L'étude utilisera des techniques avancées d'IRM pour générer une imagerie dynamique de l'écoulement des fluides dans des cerveaux sains et des modèles précliniques présentant des tumeurs. L’équipe générera des cartes détaillées du flux de fluide et utilisera ces cartes pour créer des modèles informatiques de flux dans le développement de tumeurs dans l’ensemble du cerveau.
Le modèle peut ensuite être utilisé pour examiner les différences de flux au cours du développement de la tumeur et pour tester les impacts de la dexaméthasone, un médicament anti-inflammatoire et couramment administré, sur la progression tumorale du glioblastome.
Écoulement de fluide et ultrasons focalisés
Avec l'autre subvention, Munson propose d'exploiter le flux de liquide interstitiel d'une manière nouvelle, pour cibler, évaluer et planifier un traitement du glioblastome spécifique à chaque patient.
Le laboratoire de Munson a déjà développé des méthodes d'imagerie et d'analyse permettant de prédire où une tumeur est susceptible de réapparaître après le traitement.
Cheng-Chia « Fred » Wu, radio-oncologue et chercheur en oncologie à l'Institut de recherche biomédicale Fralin, utilise des ultrasons focalisés pour ouvrir de manière transitoire la barrière hémato-encéphalique, ce qui peut empêcher les médicaments anticancéreux d'atteindre les tumeurs. Wu possède des laboratoires à Roanoke et au Children's National Research & Innovation Campus à Washington, DC.
Les laboratoires utiliseront la cartographie pour identifier les cibles échographiques les mieux focalisées et travailleront avec le professeur agrégé Eli Vlaisavljevich et le professeur agrégé de recherche Adam Maxwell du département de génie biomédical et de mécanique de Virginia Tech pour développer un système à ultrasons focalisé plus précis.
L'étude vise également à déterminer comment le débit de fluide est affecté par différentes thérapies. Il pourrait servir de biomarqueur d’efficacité thérapeutique. En outre, les chercheurs travailleront avec Russell Rockne, professeur agrégé au centre complet de soins contre le cancer City of Hope en Californie, pour développer des modèles mathématiques permettant de prédire la progression de la tumeur et la distribution des médicaments à la lumière des changements.
« Ce couplage de l'identification de précision avec un équipement de précision constitue un grand pas en avant pour notre recherche », a déclaré Munson, qui est également directeur du Centre de recherche sur le cancer du FBRI à Roanoke. « D'ici la fin de notre projet, nous espérons disposer d'un ensemble d'outils et d'une compréhension de la façon dont le flux de fluide change et prédit les réponses thérapeutiques et la progression de ce cancer dévastateur et résistant au traitement. »
Munson est également titulaire d'un poste au Département de génie biomédical et de mécanique du College of Engineering de Virginia Tech.
