La force mécanique des cellules T utilisée contre le cancer

La cellule T entre enclenche sa force pour briser l’ADN et relâche le médicament © my SCImage / 2020 EPFL

La cellule T entre enclenche sa force pour briser l’ADN et relâche le médicament © my SCImage / 2020 EPFL

Des scientifiques de l’EPFL ont démontré la faisabilité (proof of concept) d’une immunothérapie basée sur la force des cellules immunitaires pour détruire les cellules cancéreuses.

L’immunothérapie est une technique prometteuse pour traiter le cancer. Elle complémente la chimiothérapie et la radiothérapie, mais avec des résultats bien meilleurs. Actuellement, 20 % des patients qui ont bénéficié de cette technique guérissent du cancer. Or, les 80 % restants ne sont pas réceptifs à ces traitements. « Si l’on augmente la puissance de l’immunothérapie, afin de soigner plus de malades, elle devient toxique pour le corps et engendre des effets secondaires », explique Li Tang, directeur du laboratoire de biomatériaux pour l’immuno-ingénierie. Les scientifiques de la faculté des sciences et techniques de l’ingénieur se sont demandé comment concentrer l’immunothérapie uniquement dans la tumeur pour de la rendre plus efficace et moins nocive. La recherche est publiée en couverture de la revue Materials Horizons.

Un booster de cellules T

Les cellules immunitaires du corps humain, nommées cellules T, sont chargées de tuer les cellules cancéreuses. Ces premières sont boostées par des médicaments qui les rendent plus puissantes. « Les cellules T ne peuvent accomplir leur mission qu’au moment où elles entrent en contact avec les cellules cancéreuses. Elles les détruisent au moyen de substances chimiques qu’elles contiennent et libèrent et par leur force mécanique », déclare Li Tang. C’est lors de cette phase d’élimination que le médicament doit être délivré afin de limiter la toxicité pour le reste du corps. Avec les immunothérapies existantes, ce processus est contrôlé grâce à un signal biochimique. « Mais cette technique reste imprécise, car nous ne maîtrisons pas l’arrêt de la diffusion du médicament », explique Li Tang. Le système de signal biomécanique permet, quant à lui, d’être plus minutieux et de relâcher le médicament uniquement durant le contact entre les deux cellules. « En effet, la force qui est utilisée par la cellule T ne fonctionne que quand elle touche sa cellule cible », indique le chercheur.

Libérer le médicament en cassant l’ADN

Pour ce faire, l’équipe de Li Tang a utilisé une microparticule de silice qui ressemble à une boule percée de petits pores. À l’intérieur de ces derniers, les scientifiques ont placé le médicament et ont bouché les trous à l’aide d’ADN à double brin. « Nous avons choisi de l’ADN, car une cellule T s’avère capable de la casser », révèle Li Tang. Dès que la cellule T entre en contact avec la microparticule, elle enclenche sa force pour briser l’ADN et relâche le médicament. « Il s’agit d’une démonstration de faisabilité, précise le chercheur. Nous avons exploité ce système pour vérifier notre idée. Cela implique que nous devons encore travailler sur cette technologie pour quelle puisse subir des tests cliniques ». Les scientifiques devront améliorer l’ingénierie du dispositif afin de le rendre plus sensible, réduire la microparticule à l’échelle nanométrique et employer différents médicaments. Dans le futur, Li Tang imagine une chaîne de trois : la cellule T accrochée à la nanoparticule qui entre elle-même en contact avec la cellule cancéreuse. Le médicament serait relâché par la cellule T qui deviendrait beaucoup plus efficace dans la destruction de cellule cancéreuse.

Le laboratoire de Li Tang est le premier à utiliser la force mécanique des cellules T dans l’immunothérapie. Pour le professeur si cette innovation « peut augmenter au moins d’un pour cent les patients réceptifs à l’immunothérapie, alors le défi sera relevé ».

Li Tang reçoit le Emerging Investigator Award

La revue scientifique Materials Horizons a décerné son prix Emerging Investigator Award au professeur Li Tang pour sa publication intitulée : « T cell force-responsive delivery of anticancer drugs using mesoporous silica microparticles ». Le comité de rédaction sélectionne chaque mois, parmi une liste d'articles éligibles, un chercheur en début de carrière en science des matériaux qui est identifié comme ayant le potentiel d'influencer les orientations futures dans ce domaine. « Mon laboratoire mène des recherches innovantes à l'interface de l'immunothérapie du cancer et de l'ingénierie des matériaux. Ce prix est une belle reconnaissance pour le travail accompli par mon équipe », déclare le professeur.

Funding

The Swiss National Science Foundation and European Research Council. 


Author: Valérie Geneux

Source: EPFL