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Médecine

Percée dans la lutte contre le cancer à l'Université de Tel-Aviv : un traitement innovant adaptable à différents types de cancers.

Étape importante dans la lutte contre le cancer: des chercheurs du Département de pathologie de la Faculté de médecine de l'Université de Tel-Aviv, dirigés par les Dr. Yaron Carmi et Peleg Rider, et la doctorante Diana Rasoulouniriana, ont découvert une population de cellules rares présente dans le système immunitaire des patients cancéreux, capables de se lier aux anticorps sur la tumeur et de la tuer, et ont réussi à fabriquer des cellules aux propriétés semblables qui se sont avérées efficaces. Selon eux, la méthode pourra servir de plate-forme de développement d'un traitement innovant pour divers types de cancer.

Rider Diana CarmiL'étude, à laquelle ont également participé les Prof. Ronen Brenner du Wolfson Medical Center et Haim Gutman de l’hôpital Beilinson, a été récemment publiée dans la revue Journal of Clinical Investigation.

"Nous travaillons sur l'immunothérapie, une méthode thérapeutique biologique basée sur l'activation du système immunitaire du patient lui-même pour lutter contre le cancer", explique le Dr. Carmi. "Cette méthode suscite de nombreux espoirs en raison de son succès dans la réduction des tumeurs cancéreuses résistantes à la chimiothérapie et aux rayons. Cependant, jusqu'à présent, seul un succès partiel a été observé pour un nombre limité de tumeurs et la plupart des patients ne réagissent pas au traitement".

Un 'raccourci' qui contourne le processus naturel du système immunitaire

Le système immunitaire, explique-t-il, dispose de deux mécanismes différents pour identifier les cellules cancéreuses et de les attaquer. L'un utilise des cellules appelées lymphocytes-T qui sont très meurtrières mais ne se lient que faiblement à la tumeur cancéreuse; et le second se sert des anticorps capables de se relier fortement aux mutations sur la cellule cancéreuse, mais qui, en revanche, n’entraînent pas de destruction efficace. Dans le cadre de cette étude, les chercheurs ont découvert un type de cellule rare qui allie ces deux propriétés.

"Contrairement aux lymphocytes- T normaux, les cellules que nous avons découvertes sont équipées de récepteurs leur permettant de se lier à des anticorps sur les tumeurs cancéreuses et de les éliminer directement", explique le Dr. Rider. "Elles constituent donc un ' raccourci' important, qui contourne le processus naturel complexe du système immunitaire. Selon nos observations, il s'agit d'une population rare de cellules qui constitue un faible pourcentage des lymphocytes T présents dans la tumeur". Les chercheurs ont également retrouvé de tels lymphocytes rares dans des tumeurs de souris atteintes de mélanome et du cancer du sein, ainsi que dans des échantillons cliniques de tumeurs provenant de patients cancéreux.

Un traitement innovant accessible pour un grand nombre de patients 

Dans l'étape suivante, ils ont utilisé des méthodes de génie génétique pour imiter le mécanisme ainsi révélé, dans le but de produire une grande quantité de lymphocytes T similaires à ces cellules rares, de manière à transformer cette découverte en une technique thérapeutique utilisable. Le nouveau traitement, qui combine des lymphocytes T fabriqués se liant directement aux anticorps, et des anticorps supplémentaires également capables de s'accoler aux cellules cancéreuses, a été testé sur des souris atteintes de mélanome et est parvenu à détruire les cellules cancéreuses et à enrayer la tumeur.

"Notre étude combine les deux mécanismes du système immunitaire: la capacité destructrice des lymphocytes T et l'aptitude à se lier étroitement à la tumeur au moyen des anticorps", conclut le Dr. Carmi. "Nous avons ainsi créé une nouvelle plate-forme d'immunothérapie pour le traitement futur de nombreux types de cancer. Dans le cadre de cette méthode, il sera possible de prélever des lymphocytes T du patient, de les modifier en laboratoire, puis de les réintroduire dans l'organisme munis d'anticorps spécifiques adaptés à sa maladie. Il est important de noter que la plupart de ces anticorps sont déjà fabriqués dans l'industrie, et existent sous forme de produits en vente approuvés et sûrs. De cette manière, les cellules modifiées que nous avons développées devraient permettre un traitement innovant de diverses tumeurs malignes accessible pour un grand nombre de patients".

 

Sur la photo, de droite à gauche: le Dr. Peleg Rider, Diana Rasoulouniriana et le Dr. Yaron Carmi. Crédit : Université de Tel-Aviv.

 

Important : Les articles publiés par l’Association française de l’Université de Tel-Aviv portent sur des recherches en cours. Sauf indication contraire, le chemin est encore long jusqu’au passage à l’industrie qui permettra de mettre les traitements à la portée du grand public.

Vous pouvez soutenir la recherche à l’Université de Tel-Aviv en vous adressant à nos bureaux à Paris : afauta@wanadoo.fr  ou à Tel-Aviv : Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer le JavaScript pour la visualiser.

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Les chercheurs de l’Université de Tel-Aviv ont trouvé un antibiotique qui enraye le développement du cancer du colon

Une étude pionnière réalisée sous la direction du Prof. Rina Rosin-Arbesfeld du Département de microbiologie et d'immunologie clinique de la Faculté de médecine de l’Université de Tel-Aviv, en collaboration avec le Dr. Revital Kariv de l’Institut de gastroentérologie de l'hôpital Ichilov à Tel-Aviv, a révélé qu’un simple antibiotique généralement utilisé contre les bactéries intestinales est capable de faire disparaitre les polypes précancéreux du côlon. D’après les chercheurs, l’étude, menée auprès de patients atteints de polypose adénomateuse familiale, maladie héréditaire provoquant l'apparition d'un nombre énorme de polypes dans le gros intestin, susceptibles d'évoluer en cancer du côlon, éveille de nombreux échos ainsi que l’espoir de trouver d’autres antibiotiques capables d’enrayer des types de cancers différents.

Rina ArbesfeldElle a été publiée cet été dans la prestigieuse revue International Journal of Cancer.

Pourrait-on freiner l’apparition du cancer, voire l’enrayer grâce à un simple antibiotique ? C’est en tous cas ce qu’est parvenu à faire le Prof. Rina Rosin Arbesfeld dans la clinique de gastroentérologie du Dr. Revital Kariv au Tel-Aviv Medical Center. "Le cancer colorectal est le troisième parmi les cancers le plus fréquemment diagnostiqués, et la quatrième cause de mortalité dans le monde", explique-t-elle. " Son origine provenant dans la majorité des cas d’une mutation du gène APC (polypose colique adénomateuse),  nous avons voulu vérifier la faisabilité et l’efficacité d’une correction de cette mutation comme traitement potentiel de la maladie".

"Nous nous sommes servis d'un antibiotique pour traiter le cancer"

Après avoir testé l’efficacité d’un antibiotique généralement utilisé contre les microbes intestinaux, appelé érythromycine, sur des souris de laboratoire, et constaté qu’il faisait disparaitre les polypes précancéreux, les chercheuses l’ont essayé sur dix patients atteints de polypose adénomateuse familiale (PAF). " Il s’agit d’une maladie génétique dans le cadre de laquelle les patients développent des centaines, voire des milliers d'adénomes dans le côlon et le rectum, qui peuvent évoluer en cancer s'ils ne sont pas retirés ", explique le Prof. Arbesfeld. " Comme elle est relativement fréquente et que le développement des adénomes peut être suivi par endoscopie, la PAF  est depuis longtemps utilisée comme modèle prototypique pour suivre la formation et la progression du cancer du colon, et élaborer des stratégies de prévention des polypes ".

Les dix patients ont donc été traités à l'érythromycine pendant 4 mois, et ont été suivis au moyen d’une colonoscopie perfectionnée, avant le traitement, 4 mois après et 12 mois après. "Le suivi a porté sur le nombre des polypes, et leur taille", explique le Dr. Kariv. De même, des échantillons de tissus ont été collectés et soumis à des analyses moléculaires et génétiques. Dans 70% des cas, les polypes ont disparu ou ont été réduits". Les analyses ont par ailleurs révélé que le traitement entraînait une réduction du nombre de mutations du gène APC, une diminution de la prolifération cellulaire et la restauration de l'activité des cellules contre les tumeurs cancéreuses.

"L’utilisation de l’antibiotique a permis de repousser l’opération chirurgicale de ces patients ", déclare le Prof. Arbesfeld. " L’érythromycine a eu une influence sur la mutation qui provoque les polypes et a transformé les cellules cancéreuses en cellules saines. Il a en fait guéri les cellules et leur ont permis de se normaliser. Nous nous sommes donc servi d’un antibiotique pour traiter le cancer", conclue-t-elle. " Il y a lieu de poursuivre ces recherches pour établir le potentiel thérapeutique d’autres antibiotiques capables de soigner d’autres types de mutations génétiques, et donc d’autres types de cancer ".

 

Important : Les articles publiés par l’Association française de l’Université de Tel-Aviv portent sur des recherches en cours. Sauf indication contraire, le chemin est encore long jusqu’au passage à l’industrie qui permettra de mettre les traitements à la portée du grand public.

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Des chercheurs de l'Université de Tel-Aviv découvrent pourquoi le cancer de la peau résiste à l'immunothérapie

Des chercheurs de l'Université de Tel-Aviv et du Centre médical Sheba, sous la direction des Prof. Tamar Geiger et Gal Markel et du Dr. Michal Harel de la Faculté de médecine de l'université, ont découvert un mécanisme central expliquant la résistance du mélanome métastatique à l'immunothérapie, approche thérapeutique qui mobilise le système immunitaire du patient contre ses cellules cancéreuses. Selon les chercheurs, cette découverte pourrait conduire à l'élaboration de nouvelles approches qui permettront au plus grand nombre de malades possible de réagir à l'immunothérapie.

Tamar GeigerL'étude a été publiée récemment dans la prestigieuse revue Cell.

"Ces dernières années, l'immunothérapie, approche thérapeutique qui mobilise le système immunitaire du patient contre ses propres cellules cancéreuses, fait l'objet d'une utilisation développée", explique le Prof. Markel, oncologue principal et directeur scientifique de l'Institut d'immunobiologie et du mélanome du Centre médical Sheba, où sont traités la plupart des patients atteins du mélanome en Israël. "Ces traitements qui se sont avérés très efficaces pour certains patients ont provoqué une véritable révolution en oncologie. Malheureusement un tiers des malades seulement y réagissent et il est absolument nécessaire de comprendre pourquoi: pouvons-nous prévoir quels sont les patients qui réagiront ou non aux traitements, ou peut-être changer quelque chose pour augmenter les taux de réactivité ?".

Comment les cellules cancéreuses se dissimulent du système immunitaire 

"Dans notre étude, nous nous sommes concentrés sur le mélanome métastatique, qui n'avait pas de traitement efficace jusqu'à ces dernières années. Aujourd'hui, l'immunothérapie entraîne une récession importante de la maladie pouvant durer plusieurs années chez environ un tiers des patients. Il était clair pour nous que la comparaison entre des échantillons de tumeurs de mélanome prélevés avant le début du traitement chez des malades pour qui le traitement a marché et chez d'autres pour qui il a échoué, constituerait un élément clé de réponse. La question était: quelle comparaison effectuer ", souligne le Prof. Markel.

Pour réaliser cette analyse, les chercheurs ont prélevé des échantillons de métastases de mélanome chez 116 patients, et ont utilisé des méthodes dites protéomiques (qui étudient l'ensemble des protéines d'une cellule) pour effectuer une comparaison globale de la composition de leurs protéines. "Dans le laboratoire de protéomique, nous utilisons un appareil appelé spectromètre de masse, qui nous permet de cartographier des milliers de protéines", explique le Prof. Tamar Geiger, responsable du laboratoire de protéomique de la Faculté de médecine de l'Université de Tel-Aviv. "Nous effectuons ensuite une analyse informatique des résultats. De cette manière, nous pouvons savoir exactement quelles protéines de chaque type sont présentes dans un échantillon particulier et en quelle quantité".

Gal MerkelAinsi les chercheurs ont-ils découvert que, chez les patients ayant réagi à l'immunothérapie, on trouve une plus grande quantité de protéines responsables de la production d’énergie à partir des acides gras. "Nous avons constaté que ce processus améliore le mécanisme d'identification des cellules de mélanome par le système immunitaire, qui peut ainsi les découvrir et les attaquer efficacement", explique le Prof. Geiger.

Pour corroborer ces résultats, les chercheurs ont utilisé des techniques d'ingénierie génétique pour désactiver en laboratoire les protéines associées à la production d'énergie provenant d'acides gras dans des cellules de mélanome. Ils ont pu constater dans ce cas une diminution du taux de destruction des cellules de mélanome par les cellules T du système immunitaire. Ces effets ont également été testés sur des modèles murins grâce à une collaboration avec le Salk Institute de San Diego et la Faculté de médecine de l’Université de Yale aux Etats-unis. "Nous avons constaté que la désactivation de ce mécanisme permet aux cellules cancéreuses de se dissimuler des cellules T du système immunitaire qui sont sensées les identifier et les détruire", explique le Prof. Geiger. "En conséquence, le cancer se développe beaucoup plus rapidement".

"Nous avons donc identifié une différence significative dans le mécanisme biologique des cellules de mélanome entre les patients qui vivent des années grâce à l'immunothérapie et ceux qui ne sont absolument pas affectés par le traitement", conclut-elle. "Il se peut que cette découverte soit également valable pour toute une variété d'autres tumeurs malignes", ajoute le Prof. Markel. "Dans nos prochaines études, nous verrons comment utiliser ces résultats pour améliorer la réponse à l'immunothérapie et élargir le cercle des patients bénéficiant de ces traitements. Nous travaillerons également à la mise au point d'une méthode permettant de prévoir à l'avance chez quels patients le traitement sera susceptible de réussir ou d'échouer".

 

Photos:

1. Le Prof. Tamar Geiger.

2. Le Prof. Gal Markel

(Crédit: Université de Tel-Aviv)

 

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Les métastases du mélanome parviennent au cerveau en se déguisant en cellules immunitaires, d'après les chercheurs de l'Université de Tel-Aviv

Une équipe de chercheuses, sous la direction du Prof. Neta Erez, du Dr. Hila Doron et de la doctorante Malak Amer du Département de pathologie de la Faculté de médecine de l'Université de Tel-Aviv, ont découvert que les métastases du mélanome, cancer de la peau agressif, atteignent le cerveau en "trompant" le système immunitaire: elles se "déguisent" en cellules immunitaires mobilisées contre des lésions simulées des tissus cérébraux et parviennent au cerveau en utilisant la voie qui s'ouvre à elles à cet effet. Suite à cette découverte, les chercheuses ont également mis au point une méthode neutralisant ce mécanisme de fraude sophistiqué, qui pourrait dans l'avenir empêcher le développement de métastases cérébrales chez les patients atteints de mélanome.

HilaDoronNeta Erez MalakAmerL'étude, menée en collaboration avec le Prof. Ronit Satchi-Fainaro, directrice du laboratoire de recherche sur le cancer et de nanotechnologie de l'Université de Tel-Aviv, a été récemment publiée dans la revue Cell Reports.

"Le cancer de la peau du type mélanome est une maladie violente et mortelle, principalement parce qu'elle envoie des métastases vers les organes vitaux et, dans de nombreux cas, au cerveau", explique le Prof. Neta Erez, qui dirige le Département de pathologie de la Faculté de médecine de l'UTA. Nous avons voulu savoir comment les cellules cancéreuses arrivent à contourner les défenses naturelles du cerveau, et à y pénétrer pour créer des métastases".

Comment les cellules cancéreuses "trompent" le système immunitaire"

"Sur la base de recherches antérieures menées dans notre laboratoire, nous nous sommes concentrées sur des cellules du tissu cérébral appelées histiocytes, situées entre autre dans la barrière hémato-encéphalique qui protège le système nerveux central, et dont le rôle consiste à maintenir la structure normale du cerveau", poursuit-elle. "Dans le cas d'une lésion du tissu cérébral, ces cellules sécrètent des substances définies comme facteurs inflammatoires qui envoient des signaux dans tout le corps aux cellules du système immunitaires responsables du processus inflammatoire et les appellent à arriver vers le cerveau. Les cellules inflammatoires absorbent le message par le biais de récepteurs spécifiques et se rendent vers le cerveau par la une voie qui s'ouvre pour elles pour leur venir en aide. Nous avons examiné le lien possible entre ce mécanisme vital et le mécanisme métastatique du mélanome".

Pour réaliser cette étude, les chercheuses ont utilisé des modèles murins porteurs de mélanome, ainsi que des tissus de métastases enlevées à des patients lors d'opérations chirurgicales. Procédant à un isolement des histiocytes du tissu cérébral afin de réaliser leur caractérisation moléculaire, ils ont constaté une augmentation significative de la production des facteurs inflammatoires, par rapport aux valeurs normales, en particulier une recrudescence très importante d'une petite protéine appelée CXCL10. Effectuant en outre une coloration spécifique de sections de tissu cérébral pour y localiser les histiocytes ainsi que les facteurs inflammatoires qu'ils sécrètent, elles ont constaté que ceux-ci entraient en action et sécrétaient des facteurs inflammatoires dès le début de la maladie, avant le développement des métastases, alors que le mélanome en est encore au stade initial de croissance sur la peau.

Examinant alors les cellules de mélanome, elles ont découvert que, dans certaines d'entre elles, était activé un récepteur du facteur inflammatoire CXCL10 secrété par les histiocytes, exactement similaire au récepteur des cellules inflammatoires du système immunitaire. En d'autres termes, les cellules cancéreuses absorbent le facteur inflammatoire et répondent à l'appel destiné en fait aux cellules du système immunitaire. C'est ainsi qu'elles "trompent" ce système et utilisent sa voie normale pour atteindre le cerveau et le pénétrer.

Vers de futurs traitements

"Après avoir découvert ce mécanisme, nous avons voulu savoir s'il y avait un moyen de le bloquer et d'arrêter le processus métastatique", commente le Prof. Erez. "En utilisant des méthodes génétiques, nous avons donc neutralisé le récepteur du facteur CXCL10 dans les cellules de mélanome afin qu'elles ne puissent pas le reconnaître et réagir à l'appel des histiocytes". Les résultats sur modèles murins sont prometteurs: le processus de formation des métastases cérébrales s'est avéré beaucoup moins développé chez les souris chez lesquelles le récepteur a été neutralisé, par comparaison avec celles du groupe témoin dans lequel le récepteur a continué à fonctionner.

"Dans cette étude, nous avons découvert un mécanisme sophistiqué par lequel les cellules cancéreuses du mélanome de la peau parviennent à déjouer le système immunitaire, à pénétrer le cerveau et à produire des métastases", conclut le Prof. Erez. "Nous avons également trouvé une manière de bloquer ce mécanisme par des moyens génétiques, en neutralisant le récepteur transformé par les cellules de mélanome en facteur inflammatoire envoyé du cerveau vers les cellules du système immunitaire. Nous pensons que ces découvertes seront susceptibles de constituer dans l'avenir la base du développement de traitements efficaces qui empêcheront la formation des métastases cérébrales chez les patients atteints de mélanome".

Sur la photo, de droite à gauche: le Dr. Hila Doron, le Prof. Neta Erez, la doctorante Malak Amer (crédit: Tamar Shami)

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Le modèle informatique de l'Université de Tel-Aviv qui va révolutionner le traitement des maladies cardiaques

Le Dr. Gil Marom, de l'Ecole d'Ingénierie mécanique de l'Université de Tel-Aviv, a mis au point un outil capable de produire des simulations informatiques pouvant détecter les changements dans la structure tissulaire des valves cardiaques, permettant ainsi de mieux comprendre la biomécanique de l'activité cardiaque, d'identifier les problèmes chez les patients et d'améliorer leur traitement.

CoeursLes maladies cardiovasculaires sont la principale cause de mortalité dans les pays développés (près de 30% de l'ensemble des décès chaque année). Pourtant, la médecine ne sait pas encore tout sur le fonctionnement de l'organe complexe qui est au centre de notre système sanguin.

Des 'super-valves' qui doivent fonctionner pendant toute notre vie

Notre cœur est comparable à une pompe puissante qui fonctionne 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7 pour réguler le flux du sang et de l'oxygène dans nos organes. Le flux sanguin est contrôlé par quatre valves à sens unique situées entre les cavités cardiaques : l'une sépare l'oreillette droite du ventricule droit, la seconde se trouve entre celui-ci et l'artère pulmonaire qui propulse le sang vers les poumons où il recueille l'oxygène (valve pulmonaire), la troisième entre l'oreillette gauche et le ventricule gauche et la quatrième entre le ventricule gauche et l'artère l'aorte, qui mène le sang oxygénée vers tous les tissus de l'organisme (valve aortique) .

"La complexité physique du système cardiovasculaire est l'une des principales raisons nécessitant l'utilisation de modèles informatiques, ou simulations", explique le Dr. Marom. "L'action de pompage du sang par le cœur est provoquée par la contraction du myocarde, le muscle cardiaque, elle-même contrôlée par le système de conduction électrique du cœur, le sens de la circulation sanguine étant déterminé par les valves cardiaques. Les simulations sur ordinateur permettent de réaliser des essais virtuels et d'explorer différentes options pour traiter le même patient".

Gil MaromLa possibilité de comparer plusieurs cas de figure chez un même patient permet d’étudier l’effet d’un paramètre spécifique sur le fonctionnement de son système, de l’isoler d’autres facteurs et ainsi de dégager les tendances qui caractérisent le problème.

Outre ses implications importantes dans le domaine médical, l'étude est également passionnante sur le plan de l’ingénierie. "Contrairement aux études d'ingénierie classiques où l'on connait bien les caractéristiques du problème, le corps humain présente une grande diversité tant sur le plan de la population que des maladies", explique le Dr. Marom. La conception et l'utilisation de valves est courante en ingénierie, mais selon lui, les valves cardiaques constitue un type particulier de 'super-valves': en effet, leurs feuillets flexibles doivent subir des déformations majeures à chaque cycle cardiaque (un par seconde), résister à des pressions élevées par rapport à leur résistance mécanique et, en fait, fonctionner sans arrêt pendant toute notre vie.

Augmenter les chances de succès de la greffe 

Par conséquent, il n’est pas surprenant qu'un grand nombre de maladies cardiaques connues soient en fait des problèmes de valves cardiaques. Des traitements existent déjà, sous forme de réparation ou de remplacement de la valve par chirurgie à cœur ouvert, et ces dernières années, également la possibilité d'implanter une valve par cathéter. Mais jusqu'à présent, les interventions sont réalisées uniquement sur la base des informations existantes.

"Les modèles informatiques que nous développons permettent de mieux comprendre les implications biomécaniques du traitement, d'évaluer les risques de complications diverses et en fait d'examiner les options de traitement avant même de toucher au patient", explique le Dr. Marom. "Par exemple, nos modèles peuvent aider les chirurgiens à choisir la diminution souhaitable du diamètre de la valve malade pour l'amener à fonctionner correctement. Même dans le cas des implants par cathéter pour traiter la sténose aortique, nous pouvons, en fonction des résultats de la simulation, recommander la taille de valvule appropriée, l'emplacement optimal de l'implant et la meilleure manière de le réaliser afin de réduire les risques de fuites, de déplacement de la valvule implantée en raison des contractions cardiaques, et l'endommagement du système de conduction électrique cardiaque par la pression exercée par l'implant sur le cœur. Les mêmes conclusions peuvent également aider à concevoir de nouvelles prothèses valvulaires fonctionnant mieux et à réduire les risques de complications post-greffes.

Le Dr. Marom et son équipe tentent maintenant de comprendre l’activité des mécanismes de coagulation du sang sur les feuillets des valves transplantées, dans le but de répondre aux besoins de nombreux patients actuellement non traités en raison du risque chirurgical élevé. "Notre objectif est de comprendre pleinement toutes les fonctions cardiaques afin d'améliorer les traitements existants, et de développer de nouveaux implants capables de supporter les contraintes mécaniques subies par cet organe complexe, améliorant ainsi la qualité de vie des patients ", conclut le Dr. Marom.

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