Une nouvelle technologie révolutionnaire a été appliquée pour révéler le fonctionnement interne des cellules cancéreuses individuelles – identifier potentiellement des combinaisons de traitement plus efficaces pour les personnes atteintes de cancer.
Une équipe conjointe de l'Institut Walter et Eliza Hall et de l'Université de Stanford a utilisé une technique appelée cytométrie de masse (également appelée CyTOF) pour analyser simultanément les niveaux de plus de 20 protéines différentes dans des millions de cellules individuelles de cancer du sang. Cela a révélé comment ces cellules ont répondu à différents médicaments anticancéreux, suggérant même de nouvelles combinaisons de traitements potentiels.
L'équipe de recherche espère que la nouvelle technique pourra être intégrée dans les essais cliniques à la fois pour comprendre pourquoi certains patients sont résistants aux thérapies anticancéreuses et pour prédire les « biomarqueurs '' appropriés pour faire correspondre les patients avec les thérapies les plus efficaces pour leur maladie.
L'étude a été dirigée par les chercheurs de Walter et Eliza Hall Institute, le Dr Charis Teh et le professeur agrégé Daniel Gray, en collaboration avec le professeur Garry Nolan et le Dr Melissa Ko de l'Université de Stanford, aux États-Unis.
D'un coup d'œil
– Une nouvelle technique appelée cytométrie de masse, ou CyTOF, fournit de nouvelles perspectives sur une gamme de protéines clés dans les cellules cancéreuses du sang.
– En étudiant le myélome du cancer du sang, les chercheurs ont pu comprendre pourquoi certaines cellules n'ont pas été tuées par des médicaments anticancéreux standard et concevoir une thérapie plus efficace.
– L'équipe espère appliquer son protocole de cytométrie de masse aux essais cliniques en cours afin de mieux comprendre pourquoi certains cancers sont résistants aux thérapies anticancéreuses et de faire correspondre ces patients à d'autres traitements, potentiellement plus efficaces.
Découvrir les vulnérabilités du myélome
Les cancers sont constitués de millions de cellules individuelles qui sont toutes similaires, mais pas exactement les mêmes. Jusqu'à récemment, presque toutes les études sur les cancers examinaient les cellules regroupées, sans aucune différence potentielle entre les cellules individuelles, a déclaré le Dr Teh.
Nous voulions mieux comprendre les différences moléculaires entre les cellules cancéreuses individuelles afin de découvrir comment ces différences affectent la réponse du cancer aux thérapies – par exemple, si certaines cellules sont plus résistantes que d'autres à un médicament anticancéreux. Nous avons décidé qu'une nouvelle technologie, appelée cytométrie de masse, serait une approche idéale pour répondre à cette question. «
Dr Charis Teh, chercheur, Institut Walter et Eliza Hall
La cytométrie de masse peut mesurer simultanément la quantité de différentes protéines dans une seule cellule. Avec le soutien financier de l'Australian-American Fulbright Commission, le Dr Teh a pu visiter l'Université de Stanford pour apprendre la technologie et développer un test qui mesure une gamme de protéines connues pour réguler la survie, la division, la signalisation et la croissance des cellules cancéreuses.
«Le système que nous avons développé mesure simultanément et précisément 26 protéines distinctes dans une lignée cellulaire de cancer du sang dérivée du myélome – un cancer incurable des cellules B immunitaires», a déclaré le Dr Teh. « Nous nous sommes attachés à comprendre pourquoi certaines cellules sont sensibles aux agents anticancéreux, tandis que d'autres sont résistantes.
« Nous avons utilisé l'apprentissage automatique pour analyser les résultats de la cytométrie de masse de milliers de cellules et avons pu distinguer les cellules qui ont survécu au traitement avec des médicaments standard utilisés pour traiter le myélome – et voir comment elles différaient des cellules sensibles à ces médicaments », a-t-elle déclaré. .
L'équipe a identifié la protéine MCL-1 comme un facteur clé déterminant si les cellules vivaient ou mouraient lorsqu'elles étaient exposées aux médicaments contre le myélome, la dexaméthasone ou le bortézomib. MCL-1 est un type de protéine qui peut empêcher la mort cellulaire en cas de surproduction dans les cellules cancéreuses.
« De manière passionnante, il existe déjà des médicaments dans les essais cliniques qui inhibent le MCL-1 – et lorsque nous les avons testés contre les cellules de myélome, nous avons constaté que l'inhibiteur de MCL-1 rendait les cellules plus sensibles à la dexaméthasone. C'était même le cas dans les échantillons de myélome prélevés sur un patient – notre système avait identifié une nouvelle approche thérapeutique potentielle pour le myélome « , a déclaré le Dr Teh.
Une nouvelle approche
La cytométrie de masse peut même jouer un rôle en fournissant une analyse détaillée en temps réel des échantillons de patients issus des essais cliniques, a déclaré le professeur agrégé Gray.
« Le panel de marqueurs développé dans cette étude donne aux chercheurs une marge de manœuvre considérable pour comprendre comment les cellules cancéreuses réagissent aux thérapies anti-cancéreuses – et comme nous l'avons constaté, cela peut même aider à identifier de meilleures combinaisons de médicaments », a-t-il déclaré.
« L'ajout de la cytométrie de masse à l'analyse des études cliniques pourrait révéler pourquoi certains patients réagissent différemment aux thérapies et comment la résistance aux médicaments anticancéreux peut se développer dans une petite fraction des cellules cancéreuses.
« La cytométrie de masse pourrait également identifier un petit nombre de protéines qui peuvent être utilisées comme » biomarqueurs « spécifiques qui peuvent prédire la réponse d'un patient à la thérapie, et être utilisées pour associer ce patient avec les traitements les plus efficaces. Nous avons déjà commencé des collaborations avec notre collègues cliniques pour étudier plus avant cette possibilité « , a déclaré le professeur agrégé Gray.
La recherche a été publiée dans la revue Mort cellulaire et différenciation.
La source:
Institut Walter et Eliza Hall
Référence de la revue:
Teh, C.E., et al. (2020) Le profilage profond des voies apoptotiques par cytométrie de masse identifie une combinaison synergique de médicaments pour tuer les cellules de myélome. Mort cellulaire et différenciation. doi.org/10.1038/s41418-020-0498-z.
