Cette méthode offre de nouvelles voies thérapeutiques permettant d'influer sur la réaction des malades et de la rendre plus efficace. Cette recherche est publiée dans le dernier numéro de la revue scientifique «Molecular Systems Biology» et fait partie du «choix de la rédaction» du prestigieux journal «Science». L'utilisation de cette nouvelle méthode en laboratoire, sur un échantillon de 12 patients souffrant de cancer, a eu pour effet d'améliorer le fonctionnement des globules blancs des patients dans 10 cas. «Ces dernières années, plusieurs groupes dans le monde ont développé des approches thérapeutiques novatrices relevant de l'immunothérapie contre le cancer», explique le Professeur Yoram Reiter de la faculté de biologie au Technion.

«Dans cette approche, les chercheurs et les médecins prélèvent auprès des patients des globules blancs produits par le propre corps de ces patients en réaction aux cellules cancéreuses. On les cultive jusqu'à obtenir un très grand nombre de cellules, puis on les réinsère dans le corps des patients pour renforcer leur système immunitaire. Mais chez la plupart des patients, ces globules blancs, initialement extraits à partir de leurs tumeurs, n'ont pas d'effet particulier sur les cellules cancéreuses; le mécanisme qui détermine l'efficacité de la réaction de ces globules blancs est inconnu.»L'étudiant en doctorat Kfir Oved a soulevé une nouvelle hypothèse: la population de globules blancs se composant d'un très grand nombre de sous-populations qui interagissent entre elles, le facteur déterminant l'activité de ces cultures de globules blancs contre les tumeurs serait peut-être la combinaison précise de sous-populations dans ces globules. Ces sous-populations disposent chacune d'une «carte d'identité», composée d'un grand nombre de marqueurs protéiniques situés sur la surface des globules blancs. Sous la direction du Dr. Jacob Shachter et du Dr. Michal Besser, et en collaboration avec l'institut Ella pour la recherche sur les mélanomes au centre médical Chaim Sheba à Tel Hashomer, Kfir Oved a accumulé des informations sur plus de 60 marqueurs différents, pour tenter de localiser ces sous-populations. Chaque sous-population de globules blancs pouvant présenter une différente combinaison de marqueurs, le nombre de possibilités est astronomique. Il n'est possible de manipuler et d'analyser une telle quantité de données qu'à l'aide des sciences informatiques.Cette étude rassemble une équipe de chercheurs expérimentés en biologie des systèmes et en bioinformatique: les étudiants en doctorat Eran Eden de l'Institut Weizmann et Martin Ackerman du Technion, ainsi que le Dr. Yael Mendel-Gutfreund de la faculté de biologie au Technion et le Professeur Uri Alon de l'Institut Weizmann.
Eran Eden et Kfir Oved ont élaboré des algorithmes pour identifier les traits communs dans les cultures qui ont réagi aux tumeurs cancéreuses. L'ordinateur a réussi à identifier une «carte d'identité» ou «signature» unique comprenant 5 à 7 marqueurs. Selon la présence ou l'absence de ces marqueurs à la surface des globules, il est possible de prédire s'ils vont réagir à la cellule cancéreuse. La plupart des marqueurs ont une activité biologique liée à la capacité de ces cellules immunitaires à réagir contre les cellules cancéreuses.
A l'aide des algorithmes élaborés par les chercheurs au Technion, 90 échantillons ont été prélevés chez 26 patients; dans plus de 90% des échantillons, l'ordinateur a réussi à prévoir si la culture réagirait ou non contre la tumeur. Les chercheurs ont aussi réussi à extraire de la culture les cellules ayant eu un effet négatif, et ont multiplié celles dont l’effet était positif. Chez dix patients sur les douze participant à l'essai, les cultures non-efficaces ont été transformées en cultures efficaces contre les cellules cancéreuses.«Il s'agit d'une découverte capitale dans l'application de la biologie des systèmes et de la bio-informatique à la compréhension de processus biologiques complexes», explique le professeur Reiter. «Nous allons breveter cette méthode et explorer ses applications médicales possibles». L'institut Ella pour la recherche sur les mélanomes au centre médical «Chaim Sheba» à Tel Hashomer a déjà mis en application, dans 30 cas, l'idée d'étendre et de renforcer les globules blancs propres aux patients, et a obtenu quelques résultats prometteurs. Ces nouvelles découvertes pourront être appliquées dans des essais cliniques futurs.

(technionfrance.org)