Nouvelle mousse buvable augmente l’efficacité de la thérapie expérimentale contre le cancer

Patrick Lesggie

La mousse piégeant le gaz imprégnée de monoxyde de carbone renforce l’activité anticancéreuse des inhibiteurs de l’autophagie, ce qui peut aider à améliorer les thérapies pour de nombreux cancers différents. Crédit : University of Iowa Health Care

Les fumeurs ont-ils fait mieux que les non-fumeurs dans un essai clinique pour un traitement expérimental du cancer ? C’est la question intrigante qui a amené les chercheurs de l’Université de l’Iowa et leurs collègues à développer une mousse buvable imprégnée de monoxyde de carbone qui a augmenté l’efficacité de la thérapie, connue sous le nom d’inhibition de l’autophagie, chez les souris et les cellules humaines. Ces résultats ont été récemment publiés dans le journal Advanced Science.

La recherche de moyens pour exploiter les différences biologiques entre les cellules cancéreuses et les cellules saines est une approche standard pour concevoir de nouveaux traitements contre le cancer. Mais c’est un processus fastidieux qui exige une compréhension approfondie de la biologie complexe du cancer et souvent une dose d’insight inattendu.

Le potentiel des inhibiteurs de l’autophagie

Les chercheurs savent depuis plusieurs décennies que l’autophagie, qui est le système naturel de recyclage de la cellule, est augmentée dans les cellules cancéreuses par rapport aux cellules saines, suggérant que l’inhibition de l’autophagie pourrait être un moyen de cibler les cellules cancéreuses. Cependant, les résultats de presque 20 essais cliniques testant les inhibiteurs de l’autophagie ont été concluants.

« Dans ces essais cliniques, ils ont trouvé des résultats mixtes ; il y avait des bénéfices, mais pour de nombreux patients, il n’y avait aucun avantage, ce qui a vraiment poussé les chercheurs à retourner à la planche à dessin », explique James Byrne, MD, PhD, professeur adjoint d’oncologie par rayonnement à l’Université de l’Iowa et auteur principal de l’étude.

À la recherche d’un aperçu de la raison pour laquelle l’inhibition de l’autophagie ne semble fonctionner que parfois, les chercheurs ont fait la découverte surprenante que les fumeurs dans deux des précédents essais sur les inhibiteurs de l’autophagie semblaient mieux se comporter que les non-fumeurs.

« Lorsque nous avons examiné les résultats des fumeurs dans ces essais, nous avons constaté une augmentation de la réponse globale chez les fumeurs ayant reçu les inhibiteurs de l’autophagie, par rapport aux patients (non-fumeurs), et nous avons également constaté une diminution assez robuste de la taille de la lésion ciblée », explique Byrne.

Ce fut une découverte passionnante pour Byrne et son équipe car le tabagisme est également associé à des niveaux accrus de monoxyde de carbone, une molécule de gaz qui peut augmenter l’autophagie dans les cellules d’une manière que les chercheurs pensent peut améliorer l’effet anticancéreux des inhibiteurs de l’autophagie.

« Nous savons aussi que les fumeurs ont des niveaux plus élevés de monoxyde de carbone et bien que nous ne recommandions certainement pas de fumer, cela suggérait que le monoxyde de carbone élevé pourrait améliorer l’efficacité des inhibiteurs de l’autophagie. Nous voulons pouvoir exploiter cet avantage et le prendre dans une plateforme thérapeutique », déclare Byrne, qui est également membre du centre complet sur le cancer de l’Université de l’Iowa, Holden Comprehensive Cancer Center.

Le monoxyde de carbone renforce l’activité anticancéreuse de l’inhibition de l’autophagie

L’équipe dispose déjà d’une telle « plateforme » pour tester ses idées. Byrne est spécialisé dans la fabrication de matériaux piégeant le gaz (GEM) – mousses, gels et solides fabriqués à partir de substances comestibles et sûres pouvant être imprégnées de différentes molécules de gaz. Pour cette étude, les chercheurs ont créé une mousse buvable imprégnée de monoxyde de carbone.

Lorsque des souris atteintes de cancers pancréatique et prostatique ont été nourries avec la mousse de monoxyde de carbone et simultanément traitées avec un inhibiteur de l’autophagie, la croissance et la progression des tumeurs ont été considérablement réduites chez les animaux. L’équipe a également montré que la combinaison de monoxyde de carbone avec des inhibiteurs de l’autophagie avait un effet anticancéreux significatif sur les cellules cancéreuses humaines de la prostate, du poumon et du pancréas dans des boîtes de Pétri.

En fin de compte, Byrne espère tester cette approche dans des essais cliniques sur l’homme.

« Les résultats de cette étude soutiennent l’idée que les niveaux thérapeutiques sûrs de CO, que nous pouvons administrer en utilisant des GEM, peuvent augmenter l’activité anticancéreuse des inhibiteurs de l’autophagie, ouvrant une nouvelle approche prometteuse qui pourrait améliorer les thérapies pour de nombreux cancers différents », explique-t-il.

Référence : « Oral Carbon Monoxide Enhances Autophagy Modulation in Prostate, Pancreatic, and Lung Cancers » par Jianling Bi, Emily Witt, Megan K. McGovern, Arielle B. Cafi, Lauren L. Rosenstock, Anna B. Pearson, Timothy J. Brown, Thomas B. Karasic, Lucas C. Absler, Srija Machkanti, Hannah Boyce, David Gallo, Sarah L. Becker, Keiko Ishida, Joshua Jenkins, Alison Hayward, Alexandra Scheiflinger, Kellie L. Bodeker, Ritesh Kumar, Scott K. Shaw, Salma K. Jabbour, Vitor A. Lira, Michael D. Henry, Michael S. Tift, Leo E. Otterbein, Giovanni Traverso et James D. Byrne, 12 décembre 2023, Advanced Science.
DOI : 10.1002/advs.202308346

En plus de Byrne, l’équipe de recherche comprenait les chercheurs de l’UI Jianling Bi, Emily Witt, Megan McGovern, Arielle Cafi, Lauren Rosenstock, Lucas Asbler, Srija Machkanti, Kellie Bodeker, Scott Shaw, Vitor Lira et Michael Henry.

L’équipe de recherche comprenait également des scientifiques du MIT, de la Harvard Medical School, de l’Université de Pennsylvanie, de l’Institut du cancer Rutgers du New Jersey, de l’Université de Caroline du Nord à Wilmington et de l’université de santé et de sciences de l’Oregon.

L’étude a été financée par l’Institut national du cancer, l’American Cancer Society, Hope Funds for Cancer Research, le Département de la Défense des États-Unis, la National Science Foundation et l’Association des joueurs de la National Football League.