Microbulles, trieur de formes de cellules cancéreuses et intelligence artificielle – nos derniers projets scientifiques innovants

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À l’été 2015, nous avons lancé un nouveau programme de financement appelé Pioneer Award, pour soutenir la science innovante. Nous encourageons les chercheurs à voir grand – le ciel est la limite – et à apporter avec eux de nouvelles idées qui pourraient changer la donne pour la recherche sur le cancer.

Pour récapituler rapidement le fonctionnement de ce nouveau programme, il s’agit d’un mode de financement de la recherche semblable à celui d’un «Dragon’s Den»: les candidatures sont jugées de manière anonyme et les chercheurs présélectionnés disposent de cinq minutes pour présenter leurs idées à un panel d’experts. Il y a un pot allant jusqu’à 200 000 £ pour ceux qui réussissent.

En décembre, nous avons dévoilé la première série de projets réussis, et nous avons maintenant le prochain lot d’idées brillantes.

Projet 1 : Envoyer des molécules cancérigènes à la décharge

Dr Laura Itzhaki

De nombreuses molécules connues pour jouer un rôle important dans le cancer (telles que MYC et la famille RAS) ont été difficiles à cibler avec des médicaments pour deux raisons. Premièrement, ils ne se trouvent qu’à l’intérieur des cellules cancéreuses, donc le premier défi consiste à faire pénétrer un médicament dans la cellule en premier lieu. Et deuxièmement, les différentes façons dont ils interagissent avec d’autres molécules à l’intérieur des cellules signifient qu’ils ne sont pas sensibles aux types de médicaments plus traditionnels.

Ainsi, au lieu de concevoir des médicaments qui bloquent le fonctionnement de ces molécules, le Dr Laura Itzhaki, de l’Université de Cambridge, propose une approche différente : les envoyer à la destruction. Une extrémité du médicament est conçue pour coller à une protéine cancérigène et l’autre extrémité attire une machine à affranchir miniature qui tamponne la protéine avec une adresse, l’envoyant directement à la décharge de la cellule pour être démantelée.

La plupart des médicaments agissent en ciblant une molécule spécifique dans les cellules. Mais cette approche modulaire signifie qu’ils peuvent être fabriqués sur commande et cibler un grand nombre de molécules cancérigènes, ainsi que des modules complémentaires qui les aident à rechercher et à pénétrer facilement dans les cellules cancéreuses. Cela pourrait conduire à une toute nouvelle façon de concevoir des médicaments potentiels contre le cancer.

Projet 2 : Opérer ou pas, l’intelligence artificielle pourrait-elle nous donner les réponses ?

richard edmondson

Professeur Richard Edmondson

Il ne fait aucun doute que la chirurgie est l’une de nos armes les plus puissantes contre le cancer, guérissant de nombreux patients si leur maladie est diagnostiquée avant qu’elle ne se propage. Mais tout le monde ne bénéficie pas de la chirurgie, et il peut être difficile pour les chirurgiens de prévoir cela avant une opération.

Pour aider les médecins à décider d’opérer ou non, le professeur Richard Edmondson, de l’université de Manchester, se tourne vers le big data. Il développe un programme informatique capable d’analyser les données des patients atteints de cancer du NHS, y compris des informations sur la biologie de la maladie d’un patient, l’âge et la santé des patients et l’accès à des chirurgiens spécialisés.

Son objectif est d’améliorer la prise de décision concernant la chirurgie, de réduire le nombre de patients subissant des opérations inutiles et de s’assurer que ceux qui subissent une intervention chirurgicale reçoivent le meilleur traitement possible.

Projet 3 : Un trieur de formes de cellules cancéreuses

Vesselin Paunov

Professeur Vesselin Paunov

Vous souvenez-vous d’avoir eu des jouets comme pince, où le but du jeu était de le secouer pour que les bonnes formes tombent dans les bons trous ? En utilisant ce genre d’idée, le professeur Vesselin Paunov, de l’Université de Hull, a trouvé une idée ingénieuse pour lutter contre la leucémie myéloïde aiguë (LMA).

Les cellules cancéreuses myéloïdes sont généralement plus grosses et de forme plus irrégulière que les globules blancs sains, et ce sont ces propriétés que l’équipe de Paunov cherche à exploiter.

Tout d’abord, ils utilisent des cellules cancéreuses cultivées en laboratoire pour imprimer une couche de plastique spécialisé, créant ainsi un moule à la forme des cellules. Ensuite, à l’aide d’un équipement hautement spécialisé, ils peuvent reproduire ce motif en forme de cellule sur une grande surface de plastique mince.

Ensuite, en utilisant quelque chose de similaire à une machine de dialyse sanguine, un échantillon de sang d’un patient est passé sur le plastique à motif AML, où l’équipe pense que les cellules cancéreuses resteront coincées dans les trous imprimés. L’équipe espère pouvoir ensuite éliminer ces cellules cancéreuses piégées avant que le sang ne revienne dans le corps. La combinaison de cette approche révolutionnaire avec la chimiothérapie pourrait améliorer les perspectives des patients atteints de ce type de maladie.

Projet 4 : Des nanobulles pour ré-oxygéner les tumeurs

Eleanor Stride

Professeur Eleanor Stride

Au fur et à mesure que les tumeurs se développent, elles manquent souvent d’oxygène dans certaines régions, forçant les cellules cancéreuses à s’adapter à ces conditions difficiles. Mais ces adaptations rendent également les cellules cancéreuses plus robustes et plus résistantes aux traitements. Ainsi, les chercheurs pensent maintenant que leur réoxygénation pourrait aider à rendre les traitements plus puissants.

Mais comment réinjecter cet oxygène dans la tumeur ? Une voie prometteuse consiste à utiliser de minuscules bulles ou nanobulles. L’injection de ces poches d’air directement dans l’approvisionnement en sang de la tumeur s’est révélée prometteuse chez la souris, mais l’extension de cette approche au travail chez l’homme pose des problèmes.

Le professeur Eleanor Stride et son équipe de l’Université d’Oxford se sont inspirés des boissons gazeuses. Ils développent une boisson contenant des nanobulles d’oxygène (beaucoup plus petites que les bulles de dioxyde de carbone dans votre boisson gazeuse standard) et étudient comment les bulles d’oxygène passent de l’estomac au pancréas chez les souris atteintes de tumeurs pancréatiques, et quelle quantité y parvient.

Leurs prochaines étapes consisteront à déterminer les meilleures doses à utiliser, et si le fait de donner des nanobulles d’oxygène aux souris augmente l’efficacité des traitements comme la chimiothérapie et la radiothérapie. Le cancer du pancréas étant difficile à traiter, cette recherche pourrait être la première étape vers l’amélioration des perspectives pour les patients.

Projet 5 : Faisceaux de radiothérapie super minces

Stefan Bartzsch

Docteur Stefan Bartzsch

Des recherches sur des animaux ont montré que des faisceaux de radiothérapie très fins (à peu près de la même largeur qu’une mèche ou deux de cheveux humains) sont tout aussi efficaces que la radiothérapie normale pour détruire les tumeurs, mais les tissus sains peuvent guérir plus facilement les dommages qu’ils causent.

Cela semble très prometteur, mais des recherches supplémentaires sur la technique sont nécessaires avant de la tester chez des patients. Mais cette recherche cruciale est retardée car seules quelques machines spécialisées et coûteuses peuvent produire ces micro-faisceaux maigres.

C’est le problème que le Dr Stefan Bartzsch, de l’Institut de recherche sur le cancer de Londres, espère résoudre en fabriquant un équipement plus petit et moins cher à faire fonctionner. Bartzsch adapte et redessine les machines d’imagerie à rayons X conventionnelles pour produire des micro-faisceaux. Cela permettra aux scientifiques d’étudier la nouvelle technique plus en détail, pour savoir si elle est suffisamment sûre et efficace pour être testée sur des patients.

Ces idées peuvent sembler légèrement époustouflantes, mais c’est exactement le but du prix. Nous voulons financer de nouvelles idées novatrices qui n’ont jamais été essayées auparavant – oui, les risques sont élevés, mais les récompenses potentielles le sont aussi. Et si nous voulons augmenter le nombre de personnes survivant au cancer à trois sur quatre, nous avons besoin que les scientifiques voient grand.

Emma

  • Les candidatures sont les bienvenues pour le Pioneer Award de toute personne ou organisation, quelle que soit la discipline, l’étape de carrière ou les antécédents. Nous recherchons les idées brillantes de chacun, donc si vous souhaitez soumettre la vôtre, visitez notre site Web.