De nombreuses personnes atteintes d'un cancer du côlon de stade II ou III reçoivent une chimiothérapie supplémentaire ou adjuvante après la chirurgie. Cependant, des essais cliniques ont montré que ce traitement n'améliore pas les chances de survie de tous les patients. Une étude publiée le 25 juillet 2024 dans Rapports sur les cellules de médecine identifie et valide un biomarqueur de 10 gènes qui prédit potentiellement si un patient atteint d’un cancer du côlon de stade II ou III bénéficiera d’une chimiothérapie adjuvante.
Un résultat secondaire de l’étude pourrait également conduire à d’autres recherches et applications. Les chercheurs ont découvert que la signature génétique pourrait également prédire si l’immunothérapie pourrait aider certains patients – ce qui est important car il n’existe pas encore de lignes directrices claires sur les patients atteints d’un cancer du côlon qui pourraient bénéficier de l’immunothérapie.
L'étude, dirigée par Steven Chen, PhD, chercheur au Sylvester Comprehensive Cancer Center de la Miller School of Medicine de l'Université de Miami, jette les bases de recherches ultérieures qui pourraient un jour permettre aux patients et à leurs médecins de prendre des décisions de traitement personnalisées.
Lorsque l'on parle d'oncologie de précision, cela signifie que l'on utilise les informations individuelles d'un patient (nous parlons ici en particulier des biomarqueurs du patient) pour guider le médecin dans la prise d'une décision clinique sur le type de traitement le plus adapté au patient. Idéalement, nous souhaitons appliquer une chimiothérapie adjuvante uniquement aux patients qui en bénéficieront. Pour les patients qui ne répondent pas au traitement, nous devons encore trouver d'autres traitements efficaces.
Steven Chen, Ph. D., chercheur, Sylvester Comprehensive Cancer Center, Miller School of Medicine, Université de Miami
En tant que scientifique des données, Chen applique l’apprentissage automatique et l’intelligence artificielle à la recherche sur le cancer, en se concentrant principalement sur le cancer colorectal et le cancer du sein.
Les scientifiques ont déjà découvert des biomarqueurs qui aident les médecins à prédire la courbe de survie d'un patient ou à comprendre le degré d'agressivité d'un cancer. Ces éléments sont utiles, a déclaré Chen, mais ne permettent pas d'orienter le traitement.
Lui et ses collaborateurs de l'université Vanderbilt et du Memorial Sloan Kettering Cancer Center se sont alors mis en quête d'une signature génétique – un ensemble spécifique de gènes dont les modèles d'expression combinés peuvent servir de biomarqueur – qui pourrait.
Les tumeurs des patients atteints d'un cancer du côlon présentent de nombreux profils génomiques différents. L'équipe a donc agrégé les profils d'expression génétique de six sources accessibles au public pour créer un ensemble de données de 933 patients, ce qui en fait l'un des plus grands ensembles de données d'expression génétique pour le cancer du côlon de stade 2 et 3.
Les scientifiques des données de l’équipe ont méticuleusement organisé et effectué un contrôle qualité pour s’assurer qu’ils pouvaient identifier une signature génétique précise pour prédire les réponses à la chimiothérapie.
Ils voulaient également que la signature génétique soit pratique, avec un nombre réduit de gènes. Ils ont utilisé l’apprentissage automatique pour construire un réseau de milliers de gènes potentiellement pertinents, qu’ils ont réduit d’abord à un réseau de 18 gènes, puis à 10 gènes.
Une fois qu’ils ont été sûrs que le réseau de 10 gènes était biologiquement pertinent, ils ont construit un modèle qui analyse la signature génétique pour prédire quels patients bénéficieraient d’une chimiothérapie adjuvante.
L'équipe a ensuite voulu tester la précision de sa signature génétique. Pour cela, il a été essentiel de disposer d'une équipe interdisciplinaire, a déclaré Chen. « Travailler en étroite collaboration avec des chirurgiens, des oncologues et des biologistes garantit que nos résultats sont solides, cliniquement pertinents et peuvent être efficacement transposés dans la pratique. »
Les scientifiques de l'équipe ont testé le pouvoir prédictif de la signature génétique en la comparant aux résultats de milliers de réseaux aléatoires de 5 à 15 gènes. Elle s'est révélée nettement plus efficace pour prédire si un patient bénéficierait d'une chimiothérapie.
Les chirurgiens et les oncologues ont collecté des échantillons de tissus tumoraux auprès de 109 patients atteints d’un cancer du côlon de stade 2 et 3, ainsi que des informations sur les réponses des patients à la chimiothérapie adjuvante.
Les tests utilisant ces échantillons ont permis de vérifier davantage le modèle : les patients dont on prévoyait qu'ils bénéficieraient de la chimiothérapie en fonction de la signature génétique « avaient des résultats de survie significativement meilleurs que ceux dont on prévoyait qu'ils n'en bénéficieraient pas », a révélé l'étude.
Chen espère que le biomarqueur de l’équipe sera utilisé un jour pour aider les patients, mais plusieurs étapes supplémentaires sont nécessaires avant qu’il puisse être utilisé cliniquement.
« Pour que ce soit réellement applicable cliniquement, nous devons procéder à des essais cliniques prospectifs », a-t-il déclaré. « Cela signifie que nous recrutons des patients et appliquons ce biomarqueur pour voir s'il est vraiment efficace. »
L’étude a été financée par Sylvester et a été motivée par l’objectif de Chen de traduire la science des données en avantages concrets.
« J’espère que chaque découverte de recherche que nous ferons pourra améliorer les décisions cliniques et éventuellement aider les patients atteints de cancer », a-t-il déclaré.