Un nouvel outil exploite les cellules immunitaires des tumeurs pour lutter efficacement contre le cancer

Les scientifiques du Nord-Ouest ont développé un nouvel outil pour exploiter les cellules immunitaires des tumeurs pour lutter contre le cancer rapidement et efficacement, publié dans la revue Nature Biomedical Engineering.

Leurs résultats ont montré un retrait spectaculaire dans les tumeurs chez la souris par rapport aux méthodes de thérapie cellulaire traditionnelles.Avec un nouveau dispositif microfluidique qui pourrait être imprimé en 3D, l'équipe s'est multipliée, triée et récoltée des centaines de millions de cellules, récupérant 400% de cellules mangeuses de tumeurs que les approches actuelles.

La plupart des traitements pour le cancer impliquent des produits chimiques toxiques et des substances étrangères, qui provoquent des effets secondaires nocifs et affaiblissent la réponse immunitaire du corps.L'utilisation de tissus de son propre corps peut éliminer les effets secondaires et le risque de rejet, et de nombreuses thérapies par la maladie en médecine régénérative et en traitement du cancer ont gagné du terrain dans la clinique.Mais parfois, les roues dérapent.

"Les gens ont été guéries dans la clinique du mélanome avancé par traitement avec leurs propres cellules immunitaires qui ont été récoltées à partir de tissus tumoraux", a déclaré Shana Kelley, PhD, pionnier de la biotechnologie translationnelle et auteur correspondant sur le journal."Le problème est que, en raison de la façon dont les cellules sont récoltées, elle ne fonctionne que dans un très petit nombre de patients."

Kelley est le professeur de chimie et de génie biomédical de Neena B. Shwartz au Weinberg College of Arts and Sciences et McCormick School of Engineering, et professeur de biochimie et de génétique moléculaire à Feinberg.

Les cellules d'intérêt, appelées lymphocytes infiltrant des tumeurs (TIL), sont des cellules immunitaires naturelles qui envahissent le tissu tumoral en engageant les cellules dans une forme de combat au corps à corps qui ressemble à une personne utilisant l'insecticide sur une mauvaise herbe.Mais, dans ce scénario, les chercheurs précédents ont attaqué les mauvaises herbes avec un traitant à moitié expiré de produits chimiques.

C'est le cas dans les thérapies cellulaires utilisées dans les cliniques aujourd'hui, où un mélange de cellules "épuisées" et "naïves" est utilisée pour traiter les tumeurs.Après avoir été extraits des tissus, les cellules sont cultivées dans des laboratoires loin des patients dont ils ont été récoltés.Au moment où ils se sont multipliés et sont prêts à être remis dans le corps, de nombreuses cellules sont épuisées et incapables de se battre, ayant été dans la tumeur depuis trop longtemps.

Assembler les meilleurs combattants

En utilisant une nouvelle technologie appelée ciblage d'affinité microfluidique des cellules infiltrantes (MATIC), les chercheurs peuvent identifier les cellules les plus actives grâce aux techniques de tri des cellules activées par la nanotechnologie.Dans l'article, les scientifiques ont utilisé MATIC pour trouver ce que les auteurs ont appelé la "population Goldilocks" des cellules, produisant des résultats spectaculaires pour la population de souris qu'ils regardaient.Les tumeurs chez la souris ont diminué considérablement - et chez certaines souris ont complètement disparu - produisant une grande amélioration des taux de survie par rapport aux méthodes plus traditionnelles de récupération.

Technologie reproductible et accessible

Parce que la technologie de son équipe est petite et facilement reproductible, Kelley a déclaré qu'il serait possible d'amener l'appareil imprimé en 3D dans les milieux hospitaliers, plutôt que de le confiner à un laboratoire.Le rapprochement de la thérapie cellulaire des patients réduirait considérablement les coûts de recherche et de développement et finirait par fournir le traitement à plus de personnes.

Kelley a rejoint Northwestern en août à partir de l'Université de Toronto et a continué d'étudier comment sa plate-forme pourrait faire progresser les traitements contre le cancer.Maintenant, elle utilise l'appareil pour rechercher les mêmes types de TIL dans des échantillons de sang, ce qui éliminerait le besoin d'une chirurgie pour éliminer un petit morceau de tumeur avant cette forme de traitement.

Kelley a également lancé une petite entreprise pour commercialiser ses appareils et prévoit de travailler avec des partenaires de l'industrie et des collaborateurs de Northwestern pour continuer à étendre les cas d'utilisation pour l'outil.La plate-forme elle-même a été utilisée sur les applications, principalement pour l'analyse et la mesure des cellules rares dans le corps.

"Lorsque nous prenons le développement d'une nouvelle technologie, nous nous retrouvons généralement avec un marteau, puis devons aller trouver un clou", a déclaré Kelley."Nous avons été initiés aux problèmes de thérapie cellulaire, et il était immédiatement évident que c'était un ajustement parfait."

L'auteur principal de l'étude, Daniel Wang, doctorant, se joindra au nord-ouest de l'Université de Toronto en tant que boursier postdoctoral et prévoit de continuer à développer de nouvelles solutions pour la thérapie cellulaire dans les laboratoires du groupe Kelley sur le campus de Chicago.

Kelley est également membre de l'Institut international de nanotechnologie (IIN), du Chemistry of Life Process Institute, du Simpson Querrey Institute for Bionanotechnology et du Robert H. Lurie Comprehensive Cancer Center de la Northwest University.

L'étude a été financée par les Instituts canadiens de recherche en santé (numéro de subvention FDN-148415) et le programme de projets de recherche en santé collaborative.La recherche faisait partie de l'Initiative de conception de l'Université de Toronto, qui reçoit des financements du Fonds d'excellence de la première recherche du Canada.