Une "mini-tumeur" et un jumeau numérique pour un traitement personnalisé du cancer
Améliorer les recommandations thérapeutiques pour les patients atteints de cancer de l'intestin : C'est l'objectif d'un projet de coopération entre l'université de Bonn, l'entreprise ESQlabs et la clinique universitaire de Bonn (UKB), financé par le ministère fédéral allemand de l'éducation et de la recherche. "ISPOT-K" réunit pour cela des organoïdes provenant de malades avec la technologie numérique des jumeaux.
Même si le diagnostic est le même, le cancer de l'intestin n'évolue jamais de la même manière chez les malades : la manière dont la tumeur se propage, quel traitement et quels médicaments fonctionnent, tout cela varie d'un patient à l'autre et d'une patiente à l'autre.
Les thérapies traditionnelles contre le cancer se basent généralement sur des informations personnelles telles que l'âge et le sexe, le type et le stade du cancer, des informations histologiques et des informations génétiques sélectionnées. Ces informations ne disent toutefois rien sur la manière dont un patient ou une patiente réagira à un traitement. C'est là que l'équipe de l'université de Bonn et ESQlabs intervient avec une nouvelle idée : L'équipe "ISPOT-K" combine des tests basés sur des organoïdes avec des modélisations assistées par ordinateur afin de générer un jumeau numérique de chaque patient atteint d'un cancer de l'intestin et de proposer ainsi le traitement le plus efficace et avec le moins d'effets secondaires.
Des "mini-tumeurs" comme base du jumeau numérique
Les organoïdes 3D sont fabriqués à partir de tissus cultivés de manière à imiter la structure et la fonctionnalité d'un organe humain. À l'institut LIMES de l'université de Bonn, le groupe de travail du professeur junior Elena Reckzeh est spécialisé dans la technologie expérimentale des organoïdes : il cultive des échantillons de tissus tumoraux prélevés directement sur des patients atteints de cancer de l'intestin afin de créer des organoïdes 3D en laboratoire. Ces "mini-tumeurs" sont ensuite exposées à différents médicaments anticancéreux afin de pouvoir prédire comment le ou la patient(e) va réagir au traitement. Le recrutement des patients se fait en collaboration avec le professeur Tim Vilz du service de chirurgie colorectale et de proctologie de l'hôpital universitaire de Bonn (UKB).
Dans une deuxième étape, les données de l'organoïde 3D sont combinées avec des données moléculaires et physiques détaillées sur le patient. Cette modélisation assistée par ordinateur est réalisée par les groupes de travail du professeur Jan Hasenauer, sous la direction du Dr Dilan Pathirana du Bonn Center for Mathematical Life Sciences de l'université de Bonn : ils se concentrent sur la modélisation des voies de signalisation intracellulaires pertinentes pour le cancer, y compris les réactions aux médicaments et la quantification des incertitudes. La recherche des deux groupes de travail se situe à l'interface des domaines de recherche transdisciplinaires (TRA) "Modelling" et "Life & Health" de l'université de Bonn et profite en même temps des clusters d'excellence Hausdorff Center for Mathematics et ImmunoSensation2.
Un jumeau numérique pour des recommandations de dosage optimales
Enfin, ESQlabs / MPSlabs est responsable de l'intégration des données dans le jumeau numérique : Cette entreprise est spécialisée dans la pharmacologie quantitative des systèmes, la modélisation PBPK et les solutions de jumeaux numériques basées sur MPS. Dans le jumeau numérique, il est alors possible de simuler comment la tumeur en question réagirait à différents traitements, afin de pouvoir recommander la stratégie de dosage optimale. "Notre vision est celle d'un flux de travail guidé par les données, qui commence par le test des organoïdes et se termine par une simulation in silico - en fait, un 'patient virtuel' qui guide les médecins vers le traitement le plus efficace", explique le Dr Christian Maass, chef de projet chez MPSlabs/ESQlabs.
"ISPOT-K a le potentiel de révolutionner le traitement personnalisé du cancer colorectal", explique le professeur Elena Reckzeh, junior. "Nous imaginons que cette puissante combinaison fournira le traitement le plus sûr et le plus efficace, adapté à chaque patient".
Des traitements plus efficaces, moins d'expériences sur les animaux
Grâce aux recommandations de médicaments spécifiques aux patients du jumeau numérique, les coûts des traitements anticancéreux pourraient être réduits à l'avenir, à la fois en diminuant l'utilisation de thérapies générales inefficaces et en déterminant un dosage de médicaments suffisant pour chaque patient. Les connaissances acquises grâce aux jumeaux numériques en matière de dosage, d'efficacité, de toxicité et de combinaisons optimales de médicaments doivent en outre être mises à disposition dans une plateforme afin d'optimiser le développement de médicaments. Ces connaissances pourraient également contribuer à réduire à l'avenir les expériences sur les animaux pendant le développement de médicaments, car certaines questions, comme les effets secondaires toxiques ou l'absence de traitement efficace, pourraient déjà trouver une réponse en laboratoire et sur ordinateur.
Financement et institutions impliquées
Le projet qui vient d'être lancé représente un volume de 1,7 million d'euros. Le ministère fédéral de l'Éducation et de la Recherche subventionne ISPOT-K à hauteur de 1,1 million d'euros, dont 700.000 euros environ sont alloués à l'université de Bonn. Outre l'université de Bonn et ESQlabs, la clinique universitaire de Bonn (UKB) participe également au projet.
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 Allemand peut être trouvé ici.
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