Un échantillon d’un patient atteint de la maladie inflammatoire de l’œsophage de Barrett, qui peut évoluer en cancer de l’œsophage. Un échantillon d’un patient atteint de la maladie inflammatoire de l’œsophage de Barrett, qui peut évoluer en cancer de l’œsophage. Crédit : Barts Cancer Institute
L’inflammation est l’une des armes les plus puissantes du corps. C’est notre réaction aux bactéries et aux toxines, marquée par une avalanche de cellules immunitaires et de produits chimiques qui abattent l’ennemi et permettent à nos blessures de guérir.
Mais en plus de prévenir les infections et de réparer les blessures, l’inflammation peut également causer des dommages collatéraux. Les masses de cellules sanguines, d’anticorps, d’enzymes et d’autres produits chimiques qui arrivent sur les lieux provoquent une réaction en chaîne, affectant souvent les tissus entourant ceux qu’ils essaient de protéger.
Et pour les personnes atteintes d’affections inflammatoires à long terme, un état d’inflammation prolongé peut parfois causer des dommages irréparables et parfois conduire au cancer.
L’inflammation est une cause majeure du cancer
Le lien entre l’inflammation et le cancer a été établi pour la première fois il y a plus de 150 ans. Et on pense maintenant que jusqu’à 1 cancer sur 4 dans le monde est lié à la maladie.
Sachant que les cancers liés à l’inflammation, tels que le cancer de l’œsophage et du poumon, sont parmi les plus difficiles à traiter, nous avons consacré 20 millions de livres sterling dans le cadre de notre programme Grand Challenge pour en découvrir la cause première. Et l’équipe d’experts des États-Unis, du Royaume-Uni, du Canada et d’Israël qui s’attaque à ce défi, dirigée par le professeur Thea Tlsty, vise à trouver de meilleurs moyens de détecter et de traiter ces cancers.
« Comprendre comment l’inflammation peut conduire au cancer est la nature fondamentale de ce défi », explique le Dr Stuart McDonald, chercheur principal de l’équipe du Barts Cancer Institute de Londres qui étudie une maladie inflammatoire du tube digestif, appelée œsophage de Barrett.
« Les tissus enflammés ne montrent aucun signe évident qu’ils vont évoluer en cancer, mais un changement peut se produire, les amenant vers le cancer. Et c’est la partie que nous ne comprenons pas », explique McDonald.
Mais en fouillant dans ces tissus, les scientifiques pensent qu’ils pourraient avoir découvert des indices sur ce qui se passe.
L’environnement favorable pourrait aider les cancers à se développer
Selon McDonald et d’autres personnes travaillant sur le projet Grand Challenge, les réponses pourraient ne pas se trouver dans les cellules cancéreuses elles-mêmes. Au lieu de cela, l’environnement entourant la tumeur et le réseau de cellules et de protéines qui maintiennent cet habitat ensemble, appelé stroma, pourraient avoir un rôle à jouer.
Jusqu’à présent, les travaux de McDonald’s se sont concentrés sur la muqueuse de l’œsophage, où surviennent la plupart des cancers. Mais pour ce projet, il est désormais capable d’étudier également le stroma, ce qui lui permet d’entendre les deux côtés de la conversation et de comprendre comment chaque partie contribue à la croissance du cancer.
« Il existe de bonnes preuves suggérant que lorsque vous ciblez le stroma, vous pouvez transformer un cancer invasif en un cancer non invasif », explique McDonald.
Jusqu’à présent, ces résultats n’ont été observés que chez la souris, mais si les scientifiques peuvent transmettre ces connaissances aux humains, il sera peut-être possible de développer des traitements qui pourraient ramener les tumeurs à des tissus normaux.
Une nouvelle technologie découvre des cibles contre le cancer
Un chercheur qui a joué un rôle clé dans l’étude de la façon dont le stroma affecte le cancer est le professeur Donald Ingber du Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering de l’Université Harvard aux États-Unis. Ses premiers travaux pionniers dans les années 1980 constituent la base de la façon dont les erreurs dans le développement du tissu stromal normal peuvent conduire au cancer.
En tant que membre de l’équipe prenant en charge ce Grand Challenge, le rôle d’Ingber est de s’appuyer sur les fondations de ses premiers travaux et d’utiliser les dernières technologies pour apporter de nouvelles découvertes.
Cela inclut la technologie dite d’« organe sur puce » développée par l’équipe d’Ingber au Wyss Institute.
Formée à partir d’un réseau de minuscules canaux logés dans ce qui ressemble à une clé USB transparente, la puce permet aux chercheurs de recréer ce qui se passe à l’intérieur d’un organe dans un environnement de laboratoire contrôlé.
Par exemple, ils peuvent prendre des cellules qui tapissent l’intestin ou les poumons humains, appelées cellules épithéliales, et les faire croître d’un côté d’une membrane poreuse, avec des cellules stromales cultivées de l’autre. Ils peuvent ensuite exercer des pressions physiques sur la puce pour représenter des situations réelles, telles que les mouvements respiratoires du poumon. Pendant tout ce temps, fournissant une bouée de sauvetage liquide sous la forme d’un apport sanguin artificiel qui traverse les cellules comme il le ferait dans le corps.
Les cellules cancéreuses du poumon (vert) se développent dans le tissu pulmonaire sain (rouge) dans la puce du cancer du poumon, utilisée pour modéliser et étudier la croissance des tumeurs. Crédit : Institut Wyss de l’Université Harvard
« Nous prévoyons de prélever des cellules épithéliales précancéreuses sur des patients et de les combiner avec leurs propres cellules stromales précancéreuses sur la puce pour recréer à quoi ressemblent les tissus avant qu’ils ne se transforment en cancer », explique Ingber. « Nous pouvons ensuite remplacer les cellules stromales précancéreuses par des cellules stromales normales et voir si cela ramène les tissus à la normale. »
Cette approche méticuleuse se reflétera dans toute l’équipe, chaque groupe ajoutant son expertise dans la recherche de cibles de détection et de traitement.
« Ce processus est universel pour tous les membres de l’équipe, mais chacun de nous a ses propres spécialités que nous pouvons utiliser pour atteindre ces objectifs », explique McDonald. Ainsi, alors que le laboratoire d’Ingber se concentre sur les organes sur puce, McDonald étudiera des échantillons cliniques.
Cette approche collaborative et convergente générera une multitude de cibles. Le défi consiste alors à choisir les plus importants et à déterminer comment les attaquer.
Détecter de nouvelles cibles cancéreuses
Le Dr Kole Roybal, de l’Université de Californie à San Francisco, dirige une équipe qui concevra des cellules immunitaires humaines, appelées cellules T, pour « détecter » les signes de cancer.
Selon Ingber, Roybal mettra des molécules chercheuses à la surface de ces cellules afin qu’elles trouvent les cibles identifiées par les autres membres de l’équipe, les aidant potentiellement à se concentrer sur les cellules cancéreuses. Ils pourraient alors « libérer des signaux qui pourraient aider à prévenir la progression ou à éviter complètement le cancer », suggère Ingber.
McDonald espère que cela conduira à de nouvelles thérapies utilisant les cibles que lui et d’autres découvriront tout au long du projet.
Mais ces développements prendront du temps, et rien n’est garanti. McDonald ajoute que certaines des difficultés posées par ces nouvelles thérapies théoriques pourraient prendre « plus de la durée d’un projet Grand Challenge » à résoudre. Mais il y a d’autres objectifs en cours de route qui pourraient alléger le fardeau des patients atteints de cancer.
Changer le parcours du patient
Desiree Basila, qui a été diagnostiquée en 2007 avec une maladie du sein pouvant se transformer en cancer, appelée carcinome canalaire in situ (CCIS), est une défenseure des patients de l’équipe de San Francisco.
« L’un des gros morceaux du projet est d’essayer de stratifier les risques », explique-t-elle. «Nous essayons de voir quelles situations biologiques vont conduire à un cancer agressif et doivent être traitées. Et puis ceux qui peuvent être atypiques mais ne conduiront pas au cancer.
Mon grand espoir est que ce projet puisse nous aider à savoir quand un traitement est vraiment nécessaire, et si c’est le cas, fournir un traitement qui améliore à la fois la quantité et la qualité de vie – Desiree Basila, défenseure des patients
Ceci est essentiel pour Basila, qui a refusé un traitement agressif pour sa maladie, qui est étudiée plus en détail dans le cadre d’un autre projet Grand Challenge. Elle croit que des approches plus douces sont nécessaires pour traiter les cancers.
« Les scientifiques peuvent être ravis de leur travail lorsqu’ils peuvent prolonger la vie de trois mois, mais du point de vue d’un patient, la plupart du temps, ils passent trois mois à souffrir d’horribles effets secondaires », dit-elle. « Mon grand espoir est que ce projet puisse nous aider à savoir quand un traitement est vraiment nécessaire et, s’il l’est, à fournir un traitement qui améliore à la fois la quantité et la qualité de vie.
McDonald partage cette vision du traitement du cancer, l’un de ses principaux objectifs étant d’identifier qui est à risque et qui n’a pas besoin de suivre un traitement.
«Je veux avoir la base d’un modèle prédictif de l’évolution du stroma au fil du temps et de ce que cela signifie pour le risque de cancer. De cette façon, nous pouvons faire sortir les patients qui ne sont pas à risque de cancer de la clinique et libérer des ressources pour ceux qui sont à risque. »
Cette aspiration est partagée par Ingber, qui voit un énorme potentiel dans l’opportunité de prévenir les cancers grâce à ce travail.
« Si nous pouvons développer des thérapies qui empêchent la progression, c’est une cible plus facile à atteindre », dit-il. « Une fois que vous avez un cancer, il est vraiment difficile d’inverser cela, mais si vous le calez alors qu’il n’en est qu’au stade inflammatoire, nous pouvons peut-être le normaliser.
« En traitant ces patients tôt, vous empêcheriez la formation de cancer, et ce serait l’objectif. »
Ce sont de telles ambitions que les scientifiques du Grand Challenge aspirent.
Basila voit un monde « où la médecine est une prise de décision partagée et où les patients ont une voix dans leurs propres soins – prenant des décisions à partir d’un lieu de compréhension, plutôt que de peur ».
Pour les patients atteints d’affections inflammatoires de longue durée, avoir les moyens d’en savoir plus sur les risques associés à leur affection serait un énorme exploit pour mieux gérer leur traitement. C’est maintenant à la recherche d’éclairer la voie.
Carl Alexander est responsable principal des médias scientifiques à Cancer Research UK