Une équipe de chercheurs dirigée par des bio-ingénieurs du Georgia Institute of Technology étend la précision et la capacité d’une immunothérapie révolutionnaire qui transforme déjà l’oncologie. La thérapie CAR T-Cell a été saluée par les patients, les chercheurs cliniques, les investisseurs et les médias comme un remède viable pour certains cancers.
La thérapie CAR T-Cell consiste à concevoir les lymphocytes T d’un patient, un type de globule blanc, dans un laboratoire. Ensuite, un récepteur antigénique chimérique (CAR) est ajouté et ces cellules immunitaires personnalisées sont renvoyées dans le corps du patient, où elles recherchent et détruisent les cellules cancéreuses. C’est comme ça que ça marche, quand ça marche.
Il s’agit d’un nouveau domaine de l’immunothérapie en pleine évolution et en plein essor, avec plus de 500 essais cliniques analysant les cellules CAR T pour le traitement du cancer en cours dans le monde entier.
« Ces thérapies se sont avérées remarquablement efficaces pour les patients atteints de tumeurs liquides – donc, les tumeurs qui circulent dans le sang, telles que la leucémie », a déclaré Gabe Kwong, professeur agrégé au département de génie biomédical Wallace H. Coulter de Georgia Tech et Emory. « Malheureusement, pour les tumeurs solides – sarcomes, carcinomes – ils ne fonctionnent pas bien. Il y a de nombreuses raisons différentes pour lesquelles. Un énorme problème est que les cellules CAR T sont immunodéprimées par le microenvironnement tumoral. »
Kwong et ses collaborateurs changent l’environnement et apportent leurs propres modifications cellulaires pour améliorer la façon dont les cellules CAR T combattent le cancer. Ils ont ajouté un interrupteur génétique aux cellules et développé un système de télécommande qui envoie les cellules T modifiées sur une invasion de précision du microenvironnement tumoral, où elles tuent la tumeur et empêchent une rechute. Et ils expliquent tout dans une étude publiée récemment dans la revue Nature Génie Biomédical.
La dernière étude s’appuie sur les travaux du laboratoire explorant les thérapies cellulaires contrôlées à distance, dans lesquelles les chercheurs peuvent cibler avec précision les tumeurs, où qu’elles se trouvent dans le corps, avec un dépôt local de chaleur. « Et cette chaleur active essentiellement les cellules CAR T à l’intérieur des tumeurs, surmontant les problèmes d’immunosuppression », a déclaré Kwong.
Dans l’étude précédente, les chercheurs n’ont pas traité cliniquement les tumeurs, mais ils le font maintenant avec les nouveaux travaux. Pour générer de la chaleur dans la tumeur d’une souris, ils ont projeté des impulsions laser depuis l’extérieur du corps de l’animal, à l’endroit où se trouve la tumeur. Les nanotiges d’or livrées à la tumeur transforment les ondes lumineuses en une chaleur localisée et douce, augmentant la température à 40-42 Celsius (104-107,6 F), juste assez pour activer l’interrupteur des cellules T, mais pas si chaud qu’il endommagerait les tissus sains ou les lymphocytes T. Une fois allumées, les cellules se mettent au travail, augmentant l’expression des protéines anticancéreuses.
La vraie nouveauté, a déclaré Kwong, réside dans le génie génétique des cellules CAR T de qualité clinique, sur lesquelles l’équipe a travaillé au cours des trois dernières années. Maintenant, en plus d’un interrupteur qui réagit à la chaleur, les chercheurs ont ajouté quelques améliorations aux cellules T, les recâblant pour produire des molécules pour stimuler le système immunitaire.
La production localisée de ces puissantes protéines modifiées (cytokines et accélérateurs de cellules T bispécifiques) doit être contrôlée avec précision.
« Ces protéines anticancéreuses sont vraiment efficaces pour stimuler les cellules CAR T, mais elles sont trop toxiques pour être utilisées en dehors des tumeurs », a déclaré Kwong. « Ils sont trop toxiques pour être administrés de manière systémique. Mais avec notre approche, nous pouvons localiser ces protéines en toute sécurité. Nous obtenons tous les avantages sans les inconvénients. »
La dernière étude montre que le système a guéri le cancer chez la souris et que l’approche de l’équipe a non seulement réduit les tumeurs, mais a également empêché les rechutes, ce qui est essentiel pour la survie à long terme. D’autres études se pencheront sur une personnalisation supplémentaire des lymphocytes T, ainsi que sur la manière dont la chaleur sera déposée sur le site de la tumeur. Un laser doux a été utilisé pour chauffer le site de la tumeur. Ce ne sera plus le cas lorsque la technologie passera aux études humaines.
« Nous utiliserons des ultrasons focalisés, qui sont totalement non invasifs et peuvent cibler n’importe quel site du corps », a déclaré Kwong. « L’une des limites du laser est qu’il ne pénètre pas très loin dans le corps. Donc, si vous avez une tumeur maligne profonde, ce serait un problème. Nous voulons éliminer les problèmes. »
