Imaginez un monde où vos propres cellules immunitaires se transforment en super-héros luttant contre le cancer. C’est la promesse de la thérapie cellulaire CAR-T, un traitement révolutionnaire qui sauve déjà des vies.
Dans cette thérapie, les propres cellules immunitaires des patients sont collectées, génétiquement modifiées pour cibler spécifiquement les cellules cancéreuses, puis renvoyées dans le corps. Le résultat est une nouvelle option puissante pour lutter contre les cancers du sang. Cependant, comme pour tout voyage de super-héros, le processus d’exploitation de ce pouvoir incroyable comporte son propre ensemble de défis.
Un de ces obstacles : les méthodes actuelles d'activation des lymphocytes T ne ressemblent pas assez à l'environnement naturel dans lequel elles interagissent avec une autre population clé de cellules immunitaires – ; une connexion cruciale pour activer les cellules T et accroître leur capacité à combattre le cancer.
Dans un récent Nature Nanotechnologie étude, une équipe de l'UCLA a dévoilé un outil puissant pour surmonter cette limitation. Leur nouvelle plateforme combine un matériau flexible appelé oxyde de graphène avec des anticorps pour imiter fidèlement les interactions naturelles entre les cellules immunitaires. Les enquêteurs ont découvert que ce mimétisme montre une grande capacité à stimuler la reproduction des lymphocytes T, tout en préservant leur polyvalence et leur puissance.
Cette avancée pourrait rendre la thérapie cellulaire CAR-T plus efficace et plus accessible, tout en favorisant les progrès d’autres traitements émergents.
Notre interface comble le fossé entre le laboratoire et les conditions réelles à l'intérieur du corps, nous permettant d'acquérir des informations beaucoup plus pertinentes sur les processus biologiques du monde réel. Au-delà des thérapies cellulaires T, nous pouvons appliquer cette technologie à divers domaines, notamment l’ingénierie tissulaire et la médecine régénérative. »
Yu Huang, professeur d'ingénierie Traugott et Dorothea Frederking à la Samueli School of Engineering de l'UCLA et membre du California NanoSystems Institute à l'UCLA (CNSI), auteur co-correspondant
Les chercheurs ont ancré deux anticorps spécifiques sur l’oxyde de graphène. En 12 jours, leur plateforme a permis d’augmenter de plus de 100 fois l’expansion des lymphocytes T dans une culture de cellules sanguines. La technologie a également amélioré l’efficacité de l’ingénierie des cellules immunitaires, ce qui a permis de multiplier par cinq la production de cellules CAR-T par rapport au processus standard. L’équipe a également identifié plusieurs voies biochimiques cruciales pour la signalisation et la fonction des lymphocytes T qui ont été activées par leur technologie, permettant ainsi d’augmenter la croissance et l’efficacité.
Les schémas et les images de microscopie électronique montrent comment la technologie UCLA imite étroitement d'importantes interactions naturelles entre les lymphocytes T et un autre type clé de cellule immunitaire, une action qui pourrait améliorer un traitement révolutionnaire contre les cancers du sang.
« Nous avons développé une nouvelle approche passionnante pour augmenter l'efficacité des thérapies par cellules T », a déclaré l'auteur co-correspondant Lili Yang, professeur de microbiologie, d'immunologie et de génétique moléculaire au Collège UCLA, ainsi que membre de l'Eli et Edythe Broad Center of Regenerative Medicine and Stem Cell Research à l’UCLA (BSCRC) et du UCLA Health Jonsson Comprehensive Cancer Center. « Notre méthode a amélioré la puissance et l'efficacité de ces cellules d'une manière qui n'était pas possible avec les méthodes traditionnelles. Ceci est particulièrement important pour la thérapie cellulaire CAR-T, où la force et la prolifération des cellules T font une différence significative dans les résultats pour les patients. »
Aujourd’hui, la partie en laboratoire de la génération de cellules CAR T nécessite l’ajout d’un facteur immunitaire spécifique appelé interleukine-2 autocrine, ou IL-2. Les chercheurs ont découvert que leur plateforme stimulait la production d’IL-2, ce qui pourrait rendre cet ajout inutile.
« Nous avons été très enthousiastes lorsque nous avons découvert que notre méthode pouvait surmonter la dépendance à l'égard d'une supplémentation externe en IL-2 », a déclaré Enbo Zhu, chercheur postdoctoral à l'UCLA, co-premier auteur de l'étude. « Nous avons confirmé que notre conception rationnelle visant à imiter une interaction immunologique importante est sur la bonne voie. Elle nous encourage à approfondir le développement de ses applications dans la thérapie cellulaire CAR-T. »
Le co-premier auteur Jiaji (Victor) Yu, qui a obtenu un doctorat de l'UCLA en 2021, a ajouté : « Ce travail dépendait d'une collaboration interdisciplinaire, fusionnant les domaines de l'immunologie, de la science et de l'ingénierie des matériaux, de la nanotechnologie et de la bio-ingénierie. , ainsi que l'innovation, la persévérance et un profond engagement à trouver de meilleurs moyens de lutter contre le cancer, nous construisons un avenir où les superpuissances génétiquement modifiées ne sont pas seulement dans les bandes dessinées – elles sont dans nos hôpitaux, sauvant des vies.
Les autres co-auteurs de l'étude sont Yan-Ruide Li, Feiyang Ma, Yu-Chen Wang, Yang Liu, Miao Li, Yu Jeong Kim, Yichen Zhu, Zoe Hahn, Yang Zhou, James Brown, Yuchong Zhang, Matteo Pelegrini et Tzung. Hsiai, tout l'UCLA.
Le financement de démarrage de cette recherche a été fourni par un centre Eli et Edythe Broad de médecine régénérative et de recherche sur les cellules souches de l'UCLA et par le California NanoSystems Institute de l'UCLA Planning Award.