Protocole nouveau et efficace pour mesurer le succès des thérapies anticancéreuses

L’évaluation de l’efficacité d’une thérapie anticancéreuse est l’un des principaux objectifs de la recherche dans le domaine de la biomédecine.

C’est pour cette raison que la revue académique Nature Protocols, référence en méthodologie d’excellence, a désigné BEHAV3D, la technique de visualisation et d’analyse d’immunothérapie 3D de l’Institut de Recherche Biomédicale Sols-Morreale (IIBM, ci-joint) comme « protocole de la semaine ». le Conseil supérieur de la recherche scientifique (CSIC) et l’Université autonome de Madrid (UAM), en Espagne, toutes ces institutions.

Le travail est le résultat de la collaboration entre María Alieva, scientifique à l’IIBM, et l’équipe du Dr Anne Rios, chercheuse au Centre Princess Maxima d’oncologie pédiatrique (Pays-Bas).

Nature Protocols a souligné BEHAV3D pour son efficacité dans l’analyse du comportement des traitements d’immunothérapie anticancéreuse. Cette reconnaissance confirme que le domaine de l’immunothérapie, dans lequel Alieva est spécialisé, est l’un des « grands bras de l’oncologie, une recherche en plein essor », affirme le chercheur principal du laboratoire imAIgene-lab, spécialisé dans le traitement et l’analyse des données. au niveau cellulaire grâce à l’intelligence artificielle.

La technique, une procédure expérimentale, accessible au public via GitHub, est le développement détaillé d’un travail antérieur qu’Alieva a publié en 2023 dans Nature Biotechnology, alors qu’elle faisait partie de l’équipe de Rios, elle-même experte en images tridimensionnelles (3D). L’équipe de recherche a conçu un système de visualisation qui analyse le comportement d’un type de globules blancs, les lymphocytes T, et leur réponse tumorale en format 3D. Cela permet d’observer directement le fonctionnement de l’immunothérapie cellulaire, ce qui apporte des connaissances précieuses pour la conception de médicaments personnalisés.

BEHAV3D détecte les « tueurs en série »

La thérapie immunocellulaire a été une révolution au cours de la dernière décennie en étant capable de programmer génétiquement les globules blancs du système immunitaire du patient pour traiter les tumeurs qui les affectent. Cette technique est très efficace dans les tumeurs liquides (telles que les leucémies, les lymphomes ou les tumeurs sanguines), mais moins efficace dans les cancers solides.

En tant qu’outil de pointe, BEHAV3D est important au niveau biomédical car il capture comment les cellules thérapeutiques agissent lors de l’attaque des tumeurs de différents patients, fournissant ainsi des informations précieuses pour améliorer l’efficacité de la thérapie immunocellulaire. Ainsi, il est possible de savoir « quelles personnes spécifiques pourront bénéficier de la thérapie en comprenant mieux comment les lymphocytes T manipulés agissent sur les cellules tumorales », explique Alieva. Un protocole polyvalent qui a été testé dans différents types d’immunothérapies cellulaires, ainsi que dans divers types de tumeurs telles que le cancer du sein, du cerveau, de la tête et du cou et d’autres cancers comme la leucémie lymphoblastique pédiatrique.

Être capable de suivre avec autant de précision les cellules immunitaires au cours de leur action permet d’identifier les comportements les plus efficaces pour détruire les cellules tumorales. Ainsi, par exemple, BEHAV3D a permis de trouver un type de lymphocytes T « tueurs en série », qui se distinguent en immunothérapie par leur capacité à éliminer séquentiellement plusieurs cellules tumorales, qui sont précisément les cellules idéales pour obtenir une réponse efficace. . chez les patients atteints d’une tumeur.

Le protocole BEHAV3D surveille les cellules lors d’un traitement d’immunothérapie. (Image : María Alieva / IIBM / CSIC / UAM)

De la plaque cellulaire au modèle tridimensionnel

Le fonctionnement de la technique consiste en la préparation de l’échantillon de tumeur dérivé du patient et des cellules T modifiées. Par rapport aux tests conventionnels plus généraux, cette plateforme innovante permet l’analyse de la dynamique cellulaire en tenant compte « de la diversité de chaque tumeur et des différentes réponses immunitaires aux traitements de chaque patient séparément », explique Alieva.

Lorsque les échantillons sont placés dans une culture, des marqueurs, différents colorants fluorescents, sont ajoutés, ce qui permet de suivre plus facilement le devenir des différentes cellules et de capturer comment les lymphocytes T attaquent les cellules tumorales et quel est leur comportement dans ce processus.

« Quelque chose de fondamental », souligne le chercheur, puisque c’est ce qui « permet d’identifier et de suivre individuellement les différents types de cellules dans le temps, en plus de visualiser comment meurent les tumeurs ». Cet indicateur de vie ou de mort est ce que la technique 3D capture fidèlement. Ce suivi très précis, insiste l’auteur, peut être effectué « sans manipulation génétique des cellules », ce qui rend ce « protocole très pratique », permettant aux chercheurs de gagner du temps et de rendre l’ensemble du processus moins coûteux.

Les informations, une fois traitées, fournissent une énorme quantité de données résultant de la surveillance. La partie visualisation du processus est réalisée grâce à la technique d’imagerie par microscopie confocale tridimensionnelle, spécialisation du chercheur Alieva avant de s’orienter vers l’analyse de données massives. Le modèle 3D permet “d’observer le processus de manière à ce que, si une cellule tumorale se trouve au-dessus d’un organe, elle ne soit pas cachée par celui-ci, ce qui pourrait se produire sur une photographie 2D”, précise le scientifique. Une méthodologie qui, en raison de la taille des images et du suivi des trajectoires des cellules, présente l’inconvénient d’être un travail coûteux au niveau du traitement informatique.

L’axe de recherche du laboratoire imAIgene-lab dirigé par Alieva se concentre désormais sur l’accessibilité du protocole pour les autres équipes et son utilité dans la recherche biomédicale fondamentale. Cependant, le scientifique n’exclut pas l’évolutivité de BEHAV3D dans l’espoir qu’il soit utilisé en médecine personnalisée.

L’étude s’intitule « BEHAV3D : une plateforme d’imagerie 3D en direct pour une analyse complète du comportement des lymphocytes T modifiés et de la réponse tumorale ». Et cela a été publié dans la revue universitaire Nature Protocols. (Source : IIBM/CSIC)