L'efficacité des médicaments dépend de plusieurs facteurs, notamment du moment de la journée où ils sont administrés. Pourquoi ? Parce que notre corps ne fonctionne pas toujours exactement de la même manière. Il suit plutôt le cycle défini par notre horloge interne, autrement appelée rythme circadien. Mais comme le rythme circadien de chaque personne est différent et dépend de nombreux facteurs différents, il est difficile d'adapter les schémas thérapeutiques à l'horloge biologique de chaque patient. Des chercheurs de la Charité – Universitätsmedizin Berlin ont mis au point une méthode permettant de déterminer le moment optimal du traitement du cancer en se basant sur certaines lignées cellulaires du cancer du sein. Ils décrivent leur approche dans la revue Communication sur la nature.
L'horloge biologique d'un individu régule le rythme de nombreuses fonctions corporelles et de processus métaboliques, comme le sommeil et la digestion. Mais les organes ne sont pas les seuls à être plus ou moins actifs selon l'heure de la journée. Les cellules individuelles suivent également un cycle réglé par l'horloge biologique d'un individu, de sorte qu'elles réagissent différemment aux influences extérieures à différents moments de la journée. Ce principe est extrêmement important pour la chimiothérapie administrée contre le cancer. Des études antérieures ont montré que la chimiothérapie est plus efficace lorsque les cellules tumorales se divisent. Mais cette découverte n'a jusqu'à présent pratiquement pas été utilisée dans le traitement clinique.
Une équipe interdisciplinaire de l'hôpital Charité, dirigée par le Dr Adrián Enrique Granada du Charité Comprehensive Cancer Center (CCCC), a entrepris de combler cette lacune. L'équipe a commencé à rechercher le moment optimal pour administrer les médicaments, en fonction des rythmes circadiens individuels des tumeurs.
Le cancer du sein triple négatif, par exemple
« Nous avons cultivé des cellules de patientes atteintes d'un cancer du sein triple négatif pour observer comment elles réagissent à différents moments de la journée aux médicaments administrés », explique Carolin Ector, chercheuse associée au groupe de travail de Granada. Le cancer du sein triple négatif est une forme très agressive de cancer du sein, pour laquelle il existe peu de traitements efficaces. « Nous avons utilisé l'imagerie en direct, une méthode de surveillance continue des cellules vivantes, et des techniques complexes d'analyse de données pour surveiller et évaluer en détail les rythmes circadiens, les cycles de croissance et les réponses aux médicaments de ces cellules cancéreuses. »
Les chercheurs ont ainsi pu identifier les moments de la journée où les cellules cancéreuses réagissent le mieux aux traitements médicamenteux. Par exemple, le médicament chimiothérapeutique 5-fluorouracile (5-FU) a montré une efficacité maximale contre une certaine lignée de cellules cancéreuses entre 8 et 10 heures du matin. Comme le montre également l'étude, certains facteurs cellulaires et génétiques sont ici déterminants. Les scientifiques ont même pu identifier les gènes clés des effets circadiens de certains médicaments.
Nous les appelons « gènes de l'horloge centrale ». Ils ont un impact significatif sur la réactivité des cellules cancéreuses aux traitements administrés à différents moments de la journée. »
Dr Adrián Enrique Granada, Centre de lutte contre le cancer de la Charité
Les profils montrent comment les types de cellules cancéreuses réagissent aux médicaments
Cette approche peut être utilisée pour créer des profils détaillés montrant comment différents types de cellules cancéreuses réagissent à différents médicaments à différents moments. « Cela peut aider à identifier les combinaisons de médicaments les plus efficaces », explique Granada. « Dans l’ensemble, nos résultats indiquent que des plans de traitement personnalisés basés sur les rythmes circadiens individuels pourraient améliorer considérablement l’efficacité du traitement du cancer », conclut-il. De plus, les effets secondaires indésirables pourraient également être réduits.
Pour que ces résultats puissent être rapidement utilisés dans la pratique clinique, ils doivent être validés par des études impliquant des groupes de patients plus importants. « Nous prévoyons également d'étudier les mécanismes moléculaires à l'origine des influences circadiennes sur la sensibilité aux médicaments afin d'optimiser davantage les durées de traitement et d'identifier de nouvelles cibles thérapeutiques », explique Granada.
À propos de l'étude
L'étude a été menée au Charité Comprehensive Cancer Center (CCCC) sous la direction du Dr Adrián Enrique Granada (dernier auteur). Il est responsable du Granada Lab, qui se concentre sur l'oncologie systémique. Carolin Ector, première auteure de la publication, est chercheuse associée au CCCC et étudiante diplômée à l'Université Humboldt de Berlin.
L'équipe a travaillé en étroite collaboration avec le département de chronobiologie de la Charité, dirigé par le professeur Achim Kramer, pour recueillir des données complexes sur les horloges biologiques des cellules. L'analyse des données a été réalisée en coopération avec le professeur Hanspeter Herzel de l'Institut de biologie théorique de l'Université Humboldt de Berlin et le groupe de travail dirigé par le professeur Thomas Sauter de l'Université du Luxembourg. Les sources de financement de l'étude comprenaient le ministère fédéral allemand de l'Éducation et de la Recherche (BMBF) et la Fondation allemande pour la recherche (DFG).
