De la forme et de la taille d’un grain de riz, le nouvel appareil peut mener des dizaines d’expériences à la fois pour étudier les effets de nouveaux traitements sur certains des cancers du cerveau les plus difficiles à traiter.
Des chercheurs du Brigham and Women’s Hospital, membre fondateur du système de santé Mass General Brigham, ont conçu un dispositif qui peut aider à tester des traitements chez les patients atteints de gliomes, un type de tumeur provenant du cerveau ou de la moelle épinière. Le dispositif, conçu pour être utilisé lors d’interventions chirurgicales standard, fournit des informations sans précédent sur les effets des médicaments sur les tumeurs gliomes et n’a provoqué aucun effet indésirable sur les patients lors d’un essai clinique de phase 1. Les résultats de l’essai clinique pilote du dispositif sont publiés dans Médecine translationnelle scientifique.
Afin d’avoir le plus grand impact sur la façon dont nous traitons ces tumeurs, nous devons être en mesure de comprendre dès le début quel médicament est le plus efficace pour un patient donné. Le problème est que les outils actuellement disponibles pour répondre à cette question ne sont tout simplement pas suffisants. Nous avons donc eu l’idée de faire de chaque patient son propre laboratoire, en utilisant un appareil capable d’interroger directement la tumeur vivante et de nous donner les informations dont nous avons besoin.
Pierpaolo Peruzzi, MD, PhD, co-chercheur principal et co-auteur correspondant, professeur adjoint au département de neurochirurgie du Brigham and Women’s Hospital
Aux États-Unis, environ 20 000 personnes reçoivent chaque année un diagnostic de gliome, un type de tumeur qui affecte le cerveau et la moelle épinière. Les gliomes font également partie des cancers du cerveau les plus mortels et sont notoirement difficiles à traiter.
L’un des défis liés au développement de thérapies ciblées contre les gliomes est qu’il peut être difficile de tester de nombreuses combinaisons différentes de médicaments dans les cellules tumorales, car il n’est possible de traiter les patients qu’avec une seule approche à la fois. Cela constitue un obstacle important pour les cancers difficiles à traiter comme les gliomes, pour lesquels les thérapies combinées constituent une voie prometteuse.
Peruzzi a travaillé en étroite collaboration avec le co-chercheur principal Oliver Jonas, PhD, professeur agrégé au département de radiologie du Brigham, pour développer un dispositif capable de contourner certains des obstacles à la médecine de précision dans les gliomes. Ces microdispositifs sont implantés dans la tumeur d’un patient pendant l’intervention chirurgicale et retirés avant la fin de l’intervention chirurgicale.
« Il est important que nous puissions le faire de la manière qui capture le mieux les caractéristiques de la tumeur de chaque patient et, en même temps, perturbe le moins la norme de soins », a déclaré Peruzzi. « Cela rend notre approche facile à intégrer dans le traitement des patients et permet son utilisation dans la vie réelle. »
Au cours de l’implantation du dispositif – environ 2 à 3 heures – il administre de minuscules doses allant jusqu’à 20 médicaments dans des zones extrêmement petites de la tumeur cérébrale du patient. Le dispositif est retiré pendant l’intervention chirurgicale et les tissus environnants sont renvoyés au laboratoire pour analyse.
Étant donné que l’appareil fonctionne alors que la tumeur est encore dans le corps, mener des expériences de cette manière donne une capacité inégalée à évaluer les effets des médicaments sur le microenvironnement tumoral, les cellules entourant immédiatement les cellules cancéreuses qui peuvent représenter près de la moitié de la masse d’une tumeur.
« Ce n’est pas en laboratoire, ni dans une boîte de Pétri », a déclaré Peruzzi. « C’est en fait chez de vrais patients et en temps réel, ce qui nous donne une toute nouvelle perspective sur la façon dont ces tumeurs réagissent au traitement. »
Dans la présente étude, les chercheurs ont testé leur appareil sur six patients subissant une intervention chirurgicale au cerveau pour enlever une tumeur gliome. Aucun des patients n’a ressenti d’effets indésirables dus au dispositif et les chercheurs ont pu collecter des données biologiques précieuses à partir des dispositifs, telles que la façon dont la réponse change en fonction des concentrations de médicament ou les changements moléculaires que chaque médicament produit dans les cellules.
Bien que l’étude ait démontré que le dispositif était sûr et pouvait être facilement intégré à la pratique chirurgicale, les chercheurs travaillent toujours à déterminer la manière exacte dont les données recueillies devraient être utilisées pour optimiser le traitement des gliomes. Les chercheurs mènent actuellement une version en deux étapes de leur procédure dans laquelle les patients reçoivent le dispositif par chirurgie mini-invasive 72 heures avant leur intervention chirurgicale principale.
« Nous sommes optimistes qu’il s’agit d’une approche de nouvelle génération pour la médecine personnalisée », a déclaré Peruzzi. « La capacité d’amener le laboratoire directement au patient libère un énorme potentiel en termes de type d’informations que nous pouvons recueillir, ce qui constitue un territoire nouveau et passionnant pour une maladie qui a très peu d’options à l’heure actuelle. »
