Par : Heather Blumenthal
C'est comme de la magie : on insère les cellules sanguines d'un patient atteint de cancer à une extrémité et on obtient par l'autre extrémité des lymphocytes T adaptés à la thérapie cellulaire.
Mais ce n’est pas de la magie : c’est une manière très réelle et très prometteuse de garantir que les matériaux existent pour mieux traiter les patients atteints de cancer en utilisant l’immunothérapie.
Il s'agit d'une progression naturelle du processus d'innovation, explique le Dr Jonathan Bramson de l'Université McMaster. D'abord, les innovations technologiques – en l'occurrence, une nouvelle méthode de traitement du cancer de l'intérieur, utilisant les propres cellules immunitaires du patient. Ces innovations stimulent à leur tour les innovations en matière de fabrication.
Actuellement, la méthode de production de lymphocytes T est coûteuse, exigeante en main-d'œuvre et en espace, et sujette à la contamination. Les lymphocytes T sont d'abord cultivés dans un tube à essai, puis transférés dans un petit flacon, puis dans un flacon plus grand, et ainsi de suite. À chaque étape, les nutriments nécessaires aux cellules doivent être ajoutés. Le processus nécessite des techniciens qualifiés travaillant dans un laboratoire stérile afin d'éviter toute contamination. Le processus doit être répété pour chaque patient, pour un coût estimé à environ 500 000 dollars par cycle de traitement.
Jusqu'à présent, la plupart des recherches et des investissements du secteur privé se sont principalement concentrés sur le développement clinique, testant l'efficacité des cellules pour traiter le cancer. Cependant, face aux progrès cliniques, la nécessité de trouver un moyen plus rentable de produire les lymphocytes T nécessaires devient un obstacle de plus en plus important.
Selon le Dr Bramson, « la méthode actuelle n'est pas un choix très légitime à long terme. » Il est temps de rattraper le retard de l'industrie manufacturière sur le plan technologique.
Le Dr Bramson, professeur de médecine moléculaire, s'est associé au Dr Raja Ghosh, ingénieur chimiste également de McMaster, pour y parvenir. Leur objectif est de veiller à ce que le coût élevé de la production cellulaire n'empêche pas la thérapie cellulaire de se généraliser.
Ils développent un « bioréacteur en boîte » qui permettra de créer des lymphocytes T en grand nombre là où ils sont nécessaires. Plus besoin de techniciens qualifiés, de grands laboratoires stériles, ni de transporter les cellules du laboratoire à la clinique ; le tout représente une réduction considérable des coûts. De plus, explique le Dr Ghosh, le bioréacteur reproduit plus fidèlement l'environnement naturel dans lequel les lymphocytes T se développent normalement, ce qui améliore leur croissance.
Plutôt que d'ajouter manuellement les nutriments, comme c'est le cas actuellement, le bioréacteur étant logé dans une boîte, des membranes poreuses en fibres creuses le traversent, captant les nutriments à une extrémité et expulsant les matières épuisées de l'autre côté. Tout cela se fait sans même ouvrir la boîte, ce qui réduit le besoin de personnel et le risque de contamination, tout en améliorant la qualité du produit final. Le Dr Bramson compare ce processus à celui d'une cocotte : on y met tous les ingrédients, on ferme le couvercle, on enfourne et on laisse cuire jusqu'à ce que ce soit cuit.
« Nous voulons que [les lymphocytes T] soient toujours nourris et heureux », explique le Dr Bramson.
L’autre fonction du bioréacteur dans une boîte, ajoute le Dr Ghosh, est d’éliminer les produits du métabolisme, tels que le dioxyde de carbone (comme chez les humains, les cellules « inhalent » de l’oxygène et « expirent » du dioxyde de carbone) et les métabolites toxiques – des éléments qui peuvent entraver la croissance des lymphocytes T.
Le bioréacteur n'est pas encore tout à fait prêt à être utilisé. Les Drs Bramson et Ghosh travaillent encore à agrandir la boîte afin qu'elle puisse se « multiplexer », c'est-à-dire produire plusieurs cultures cellulaires simultanément. Cela s'avère complexe, car l'alimentation et la croissance des lymphocytes T se déroulent différemment dans une boîte de taille différente. Les cellules sont plus éloignées des tubes creux, ce qui ralentit leur croissance et leur développement. Comprendre la dynamique d'un vaisseau plus grand est le défi actuel.
Le Dr Ghosh précise que le projet est encore en phase initiale ou intermédiaire de développement. Ils ne sont pas encore prêts pour les essais cliniques, mais disposent de données démontrant la capacité à générer des lymphocytes T pour une utilisation clinique répondant à des normes de qualité strictes. Des discussions sont également en cours avec des entreprises privées pour rapprocher le bioréacteur en boîte de l'utilisation clinique.
Et lorsque cela se produit, dit le Dr Bramson, « cela pourrait être transformateur », non seulement pour le traitement du cancer, mais pour d’autres maladies, telles que les maladies auto-immunes, ainsi que pour d’autres populations cellulaires qui doivent être adaptées pour être utilisées dans le traitement.
Heather Blumenthal écrit sur la santé et la recherche en santé depuis plus de 20 ans et ne perd jamais sa fascination pour les progrès réalisés par les chercheurs canadiens.