Nouvelles perspectives pour la thérapie personnalisée des tumeurs cérébrales
Un expert en cellules souches a récemment fondé une entreprise dérivée du DKFZ afin d'explorer plus avant le potentiel des IPTO pour les tests de médicaments
Des scientifiques du Centre allemand de recherche sur le cancer (DKFZ) et de l'université ShanghaiTech ont mis au point une méthode innovante pour cultiver en laboratoire des tumeurs cérébrales de patients individuels qui reproduisent le plus fidèlement possible la structure originale et les propriétés moléculaires de la tumeur parentale. Les tests de médicaments dans ce modèle se sont révélés très bien corrélés aux réponses réelles des patients, ce qui en fait une méthode précieuse pour l'étude des thérapies.
Les organoïdes tumoraux, c'est-à-dire les mini-tumeurs cultivées à partir de matériel chirurgical dans une boîte de culture, sont désormais largement utilisés dans la recherche sur le cancer. De nombreux groupes de recherche ont déjà développé des approches pour cultiver des tumeurs cérébrales en laboratoire, en particulier pour les glioblastomes très agressifs. Cependant, la complexité des tumeurs constitue un défi majeur pour cette recherche. Dans de nombreuses méthodes existantes, les mini-tumeurs perdent rapidement des propriétés importantes ou les interactions entre les cellules tumorales et leur environnement ne peuvent pas être représentées de manière adéquate.
Le nouveau modèle de Haikun Liu, DKFZ, repose sur des organoïdes cérébraux - un type de "mini-cerveau" généré à partir de cellules souches pluripotentes humaines induites. Dans ces organoïdes, qui présentent des propriétés semblables à celles du cerveau, les chercheurs cultivent des échantillons de tumeurs fraîchement prélevés. Ils créent ainsi un modèle de tumeur qui reproduit fidèlement la diversité des types de cellules, l'environnement complexe de la tumeur et les caractéristiques moléculaires de la tumeur d'origine. Les chercheurs ont baptisé cette nouvelle méthode IPTO (Individualized Patient Tumor Organoid). Cette méthode a été testée sur des échantillons de patients provenant d'hôpitaux de Heidelberg et de Mannheim, puis validée sur un grand nombre de patients atteints de tumeurs cérébrales à Shanghai, en collaboration avec l'université ShanghaiTech.
"Avec les IPTO, nous pouvons non seulement maintenir la structure et l'hétérogénéité des tumeurs, mais aussi prédire leur réponse à différentes thérapies", explique Haikun Liu, responsable de l'étude. La particularité de cette méthode est qu'elle peut être appliquée à un large éventail de tumeurs du système nerveux central, des tumeurs cérébrales agressives telles que les glioblastomes aux métastases cérébrales, qui touchent environ 20 % de tous les patients atteints d'un cancer. Dans l'étude actuelle, l'équipe a cultivé des IPTO provenant de 48 entités tumorales, dont des tumeurs cérébrales pédiatriques, différentes formes de glioblastome et des métastases cérébrales de cancer du sein, du poumon ou du côlon.
"Nous supposons que la communication entre les neurones et les cellules cancéreuses dans le modèle IPTO favorise la croissance des tumeurs du système nerveux central, ce qui reflète les développements récents en neurosciences du cancer", explique Liu.
Les chercheurs ont constaté que le modèle IPTO était particulièrement utile pour tester l'efficacité de la chimiothérapie ou d'autres médicaments anticancéreux sur des tumeurs individuelles. Dans une étude prospective portant sur 35 patients atteints de glioblastome, les IPTO ont permis de prédire avec précision la réponse à l'important médicament qu'est le témozolomide. L'IPTO est donc le premier modèle préclinique de tumeur cérébrale qui prédit la réponse du patient dans un contexte clinique prospectif. Lors d'expériences avec des IPTO cultivés à partir de métastases cérébrales, les mini-tumeurs dans la boîte de culture ont également reflété avec précision les résultats de la thérapie avec des médicaments ciblés - un pas décisif vers la médecine personnalisée. Étant donné que la quantité de cellules immunitaires correspond également entre les IPTO et leurs tumeurs mères, les mini-tumeurs font déjà l'objet de tests visant à déterminer si elles sont aptes à prédire l'efficacité des immunothérapies.
"Nous sommes très heureux que des médecins de nombreux pays nous aient déjà contactés pour étudier comment utiliser le modèle IPTO afin de trouver les meilleures options de traitement pour leurs patients de manière plus rapide et plus fiable", déclare Liu, expert en cellules souches, qui vient de fonder une spin-off du DKFZ avec ses collègues afin d'explorer davantage le potentiel des IPTO pour les tests de médicaments, l'équipe recueillera les données moléculaires de haute qualité du traitement médicamenteux et les utilisera pour former des modèles d'intelligence artificielle avancés qui pourraient aider à trouver le meilleur traitement pour les patients atteints de cancer du cerveau. Toutefois, la méthode doit encore être évaluée avant de pouvoir être utilisée pour les soins aux patients.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
Publication originale
Tianping Peng, Xiujian Ma, Wei Hua, Changwen Wang, Youjun Chu, Meng Sun, Valentina Fermi, Stefan Hamelmann, Katharina Lindner, Chunxuan Shao, Julia Zaman, ... Yangfei Xiang, Andreas Unterberg, Andreas von Deimling, Michael Platten, Christel Herold-Mende, Yonghe Wu, Hai-Kun Liu, Ying Mao; "Individualized patient tumor organoids faithfully preserve human brain tumor ecosystems and predict patient response to therapy"; Cell Stem Cell
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