Les chercheurs du Wake Forest Institute for Regenerative Medicine (WFIRM) utilisent un système organoïde tumoral pour examiner les effets des métabolites sécrétés par les bactéries sur une immunothérapie spécialisée – blocage du point de contrôle immunitaire, un développement prometteur pour le traitement du cancer – afin de déterminer pourquoi certains patients ne répondent pas ou développer une résistance au traitement au fil du temps.
Selon Cancer.gov, les points de contrôle immunitaires sont une partie normale du système immunitaire qui s’engage lorsque les protéines à la surface des cellules immunitaires, appelées cellules T, reconnaissent et se lient aux protéines partenaires sur d’autres cellules, y compris les cellules tumorales. Lorsque cela se produit, un signal « off » est envoyé aux lymphocytes T et empêche le système immunitaire de détruire les cellules cancéreuses. Les médicaments d’immunothérapie bloquent l’envoi de la liaison et du signal « off » afin que les lymphocytes T puissent faire leur travail et tuer les cellules cancéreuses.
La thérapie par blocage des points de contrôle immunitaire a démontré de bons résultats dans de nombreux types de cancer, y compris le cancer du sein triple négatif avancé ou métastatique non résécable et a été récemment approuvée comme traitement prometteur. Cependant, les données cliniques montrent qu’environ 40 % des patientes atteintes d’un cancer du sein ne répondent pas au traitement.
« L’immunothérapie par blocage des points de contrôle immunitaire est l’un des développements les plus récents et les plus prometteurs dans le traitement du cancer », a déclaré Konstantinos I. Votanopoulos, MD, PhD, professeur de chirurgie à l’Atrium Health Wake Forest Baptist Comprehensive Cancer Center et directeur du Wake Forest Organoid Research. Center (WFORCE), une joint-venture entre WFIRM et le centre de cancérologie. « Il peut montrer des effets profonds chez les patients qui répondent; cependant, une grande partie des patients affichent soit une absence totale de réponse, soit développent une résistance au traitement au fil du temps et nous devons comprendre pourquoi. »
En incorporant des éléments du système immunitaire du patient dans les organoïdes tumoraux, « nous pouvons désormais étudier les interactions uniques et complexes entre la tumeur, le système immunitaire et le microbiome », a ajouté Votanopoulos.
Le microbiome humain et son rôle dans le cancer, et plus particulièrement comment il affecte la réponse aux thérapies telles que l’immunothérapie, est un domaine d’intérêt de recherche émergent. Le microbiome humain est composé de microbes – virus, bactéries et champignons – qui résident dans le corps et contribuent au bon fonctionnement physiologique. Il est souvent décrit comme un système invisible au sein du corps humain qui est affecté par la génétique, la géographie, la nourriture et le mode de vie de l’hôte humain, et la compréhension de la communauté scientifique en est à ses balbutiements.
Dans cette étude, récemment publiée dans Rapports scientifiques, l’équipe de recherche a créé un nouveau système organoïde tumoral qui contient des composants importants du système immunitaire afin d’étudier les facteurs associés au microbiome affectant la réponse au blocage des points de contrôle immunitaires. L’équipe a pu montrer que certains de ces facteurs libérés par les bactéries (métabolites) amélioraient la viabilité des cellules immunitaires et modifiaient l’expression des gènes pour amorcer le système pour une réponse immunitaire plus complète, augmentant ainsi l’efficacité du traitement.
Shay Soker, Ph.D., qui dirige l’équipe de recherche sur les organoïdes au WFIRM et est codirecteur de WFORCE, a déclaré que les résultats valident le système organoïde tumoral à renforcement immunitaire en tant que duplicata physiologique représentant le in vivo état du microenvironnement tumoral.
« Une meilleure compréhension de la relation entre des métabolites bactériens spécifiques et la réponse globale au blocage du point de contrôle immunitaire pourrait être utilisée pour pousser à des résultats potentiels positifs », a déclaré Soker. « Des procédures telles que le transfert fécal ou la modification du régime alimentaire pourraient également induire efficacement un microbiome plus propice à la thérapie. »
Soker et Votanopoulos ont déclaré que davantage de données sont nécessaires pour déterminer la relation entre ces récepteurs, les métabolites bactériens et la réponse thérapeutique. Une utilisation plus poussée de ce modèle avec des cellules dérivées de patients aidera à démontrer tous les effets de ces facteurs, ont-ils ajouté.
Ces résultats suggèrent que la poursuite du développement de ce modèle sera éventuellement un outil clinique important dans la conception et l’analyse des futurs essais pour les traitements anticancéreux. Notre objectif est d’intégrer la plate-forme d’organoïdes tumoraux immuno-améliorés dans le processus de décision de traitement pour mieux traiter les patients. »
Anthony Atala, MD, WFIRM Directeur
