Le remède à 1€ : Comment les bactéries programmables transforment la thérapie contre le cancer

Patrick Lesggie

Des chercheurs développent des bactéries synthétiques programmables pour aider à éliminer les tissus cancéreux. Crédit : Texas A&M Engineering https://www.eurekalert.org/news-releases/1009258 https://chat.openai.com/c/6cfb1180-0a40-409b-b230-817e 653d2c44 Les chercheurs de l’Université Texas A&M dirigent un projet de 20 millions de dollars visant à développer un traitement contre le cancer d’un dollar.Quel effet cela produirait-il si une seule dose d’un dollar pouvait guérir le cancer ?Une équipe de chercheurs de plusieurs universités, soutenue par un financement fédéral, développe une thérapie bactérienne hautement efficace pour cibler plus précisément le cancer afin de rendre le traitement plus sûr grâce à une dose unique d’un dollar.Traditionnellement, les traitements du cancer ont été limités dans leur efficacité pour traiter les patients. Certains, comme la radiothérapie et la chimiothérapie, provoquent des effets secondaires nocifs, tandis que d’autres ont tendance à entraîner une faible réponse des patients, sans parler du coût du traitement. Les conclusions de l’American Cancer Society Cancer Action Network ont montré que 73 % des survivants du cancer et des patients étaient préoccupés par la façon dont ils allaient payer le coût de leurs soins, et 51 % ont déclaré être endettés à cause du traitement. Par exemple, les traitements du cancer de pointe peuvent coûter jusqu’à un million de dollars.L’Université Texas A&M et l’Université du Missouri dirigent l’effort pour développer un traitement du cancer à faible coût, sûr et contrôlé. Les chercheurs ont reçu une subvention de 20 millions de dollars de l’Advanced Research Projects Agency for Health (ARPA-H) pour lutter contre le cancer. Le projet de quatre ans fait partie de l’initiative Cancer Moonshot de l’administration actuelle, une initiative visant à faire progresser et à augmenter le financement de la recherche sur le cancer. Il s’agit de l’un des premiers projets financés par l’agence nouvellement créée qui vise à accélérer de meilleurs résultats en matière de santé pour tous en soutenant le développement de solutions à fort impact pour les problèmes de santé les plus difficiles de la société.Analyse rapide des cellules12 millions de dollars de la subvention iront à la Texas A&M Engineering Experiment Station/Texas A&M, où les co-principaux investigateurs Drs. Arum Han, Jim Song et Chelsea Hu développent des bactéries synthétiques programmables pour le ciblage du tueur immunitaire dirigé par l’environnement tumoral (SPIKEs). L’idée est d’ingénierie les bactéries pour aider les cellules T à tuer les tissus cancéreux, à se détruire une fois le cancer disparu et à quitter le corps en toute sécurité sous forme de déchets humains.« Les SPIKEs peuvent cibler spécifiquement les cellules tumorales », a déclaré Han, professeur Texas Instruments au Département de génie électrique et informatique. « Et puisqu’il ne cible que les tissus cancéreux et pas les cellules saines environnantes, la sécurité du patient est exponentiellement accrue. C’est un grand honneur de faire partie de cette équipe, qui s’attaque à un grave problème de santé qui touche beaucoup de gens. »Le laboratoire de Han développe des systèmes microfluidiques à haut débit qui peuvent traiter et cribler rapidement de vastes bibliothèques de bactéries thérapeutiques, cellule par cellule, pour identifier rapidement les traitements les plus prometteurs. Ces systèmes sont rendus possibles en intégrant des méthodes de microfabrication et de biotechnologie pour obtenir un système de manipulation de liquide à volume de picolitre qui peut analyser avec précision des cellules individuelles avec une grande précision et à grande vitesse, créant des dispositifs pour analyser rapidement les cellules individuelles.« Le principal défi consiste à trouver comment développer réellement ces microdispositifs sophistiqués qui nous permettent de réaliser des millions et des millions de tests entièrement automatisés avec presque aucune intervention manuelle ou humaine », a déclaré Han. «C’est le défi technique.»Sauver les cellules immunitaires anti-tumoralesAlors que Han innove et conçoit des microdispositifs, Song – immunologiste avec une expérience en pathogenèse microbienne, en biologie des cellules T et en immunothérapie à base de cellules T – travaille sur l’immunothérapie bactérienne depuis cinq ans. Une certaine bactérie connue sous le nom de Brucella Melitensis peut manipuler le microenvironnement du corps humain et favoriser l’immunité anti-tumorale médiée par les cellules T pour traiter au moins quatre types de cancers.« Nous cherchons à améliorer la Brucella Melitensis pour prévenir ou supprimer plus efficacement la croissance tumorale », a déclaré Song, professeur à l’École de médecine Texas A&M. « Notre approche actuelle consiste à trouver comment ingénier les bactéries pour sauver les cellules immunitaires anti-tumorales, en améliorant leur efficacité à tuer les cellules tumorales. Jusqu’à présent, les données montrent que l’efficacité de Brucella est nettement supérieure à d’autres traitements du cancer, tels que la thérapie des cellules T dotées d’un récepteur antigénique chimérique et les immunothérapies des cellules T, avec un taux de réponse de plus de 70 % », a déclaré Song.Thérapies sûres et contrôlablesTout en continuant de tester l’efficacité de la bactérie à l’aide de modèles de cancer, Hu, professeur adjoint au Département de génie chimique Artie McFerrin et biologiste synthétique, travaille pour s’assurer que la thérapie bactérienne vivante est sûre et contrôlable.« La souche de Brucella que nous utilisons s’est avérée sans danger pour les hôtes car il s’agit d’une version atténuée, ce qui signifie qu’un gène clé nécessaire pour la virulence des bactéries a été supprimé », a déclaré Hu. « En fin de compte, nous voulons contrôler le taux de croissance de la bactérie, où elle se développe dans l’environnement tumoral, et sa capacité à s’autodétruire une fois sa mission terminée. »Pour contrôler le taux de croissance, les gènes de la bactérie seront modifiés pour réguler sa population et osciller autour d’un point de consigne spécifique. Hu prévoit également d’ingénier des biosenseurs dans la bactérie, lui permettant de différencier entre les tissus sains et les tissus tumoraux pour garantir qu’elle ne se développe que dans le microenvironnement tumoral.La bactérie sera modifiée pour avoir un récepteur afin de garantir que, une fois le cancer disparu, le patient peut prendre des antibiotiques qui signaleront à la bactérie de se couper en morceaux et d’être éliminée en toute sécurité du corps du patient.« En tant qu’êtres humains, nous sommes en réalité couverts de bactéries, et de nombreuses maladies sont causées par un déséquilibre de ces communautés bactériennes », a déclaré Hu. « Par exemple, si certaines personnes ont un estomac incroyablement fragile, d’autres ont un estomac résistant. La science derrière cela est que les personnes ayant un système immunitaire et digestif fort ont une communauté saine de cellules bactériennes dans leur intestin. Il y a beaucoup de potentiel dans les thérapies vivantes. »« C’est une excellente occasion de disposer d’une équipe incroyable qui possède une expertise et peut faire avancer cette technologie à la ligne de front », a déclaré Hu. « L’objectif est donc d’atteindre la clinique et de fournir aux patients un traitement efficace contre le cancer à moins d’un dollar par dose. »Attaquer des problèmes difficiles en utilisant des approches non conventionnellesD’autres collaborateurs incluent le Dr Zhilei Chen du Texas A&M Health Science Center et le Dr Xiaoning Qian du Département de génie électrique et informatique, ainsi que le chercheur principal, le Dr Paul de Figueiredo, de l’Université du Missouri.« Les trois principaux avantages de ce travail sont la grande sécurité, le faible coût et le ciblage spécifique des tumeurs cancéreuses », a déclaré Han. « Nous sommes très enthousiastes d’être l’une des premières équipes à recevoir le soutien d’ARPA-H, qui est une agence toute neuve établie et soutenue par le Congrès pour vraiment s’attaquer à des problèmes difficiles dans un large éventail de domaines de la santé. Nous attaquons des problèmes difficiles en utilisant des approches non conventionnelles. Le haut risque, haut impact, est la marque de fabrique de notre approche. »Et les futures applications de l’ingénierie des bactéries que cette recherche ouvre sont illimitées.« Pour notre prochain grand projet, nous travaillerons ensemble pour ingénier les bactéries contre les maladies auto-immunes telles que le diabète de type 1 et l’arthrite rhumatoïde », a déclaré Song. L’immunothérapie à base de bactéries représente une nouvelle frontière révolutionnaire en médecine, offrant la possibilité de révolutionner le traitement des maladies auto-immunes. Avec le pouvoir des microbes bénéfiques exploités pour moduler le système immunitaire, nous sommes sur le point de changer l’avenir de la médecine. Notre recherche et notre expertise offrent la promesse de transformer la vie de millions de personnes, en leur offrant un nouvel espoir et des lendemains plus sains.