Dans une étude de preuve de principe chez la souris, Des scientifiques de Johns Hopkins Medicine rapportent la création d'un gel spécialisé qui agit comme un ganglion lymphatique pour activer et multiplier avec succès les cellules T du système immunitaire qui combattent le cancer. Le travail rapproche les scientifiques, ils disent, à injecter de tels ganglions lymphatiques artificiels à des personnes et à déclencher des lymphocytes T pour lutter contre la maladie.

Au cours des dernières années, une vague de découvertes a fait progresser de nouvelles techniques pour utiliser les lymphocytes T, un type de globule blanc, dans le traitement du cancer. Pour reussir, les cellules doivent être amorcées, ou enseigné, pour repérer et réagir aux drapeaux moléculaires qui parsèment les surfaces des cellules cancéreuses. Le travail d'éducation des lymphocytes T de cette façon se produit généralement dans les ganglions lymphatiques, petit, glandes en forme de haricot trouvées partout dans le corps qui abritent les cellules T. Mais chez les patients atteints de cancer et de troubles du système immunitaire, ce processus d'apprentissage est défectueux, ou n'arrive pas.

Pour remédier à ces défauts, La thérapie actuelle de rappel des lymphocytes T exige que les médecins prélèvent les lymphocytes T du sang d'un patient atteint de cancer et réinjectent les cellules dans le patient après avoir modifié génétiquement ou activé les cellules en laboratoire afin qu'ils reconnaissent les drapeaux moléculaires liés au cancer.

Un tel traitement, appelée thérapie CAR-T, est coûteux et disponible uniquement dans des centres spécialisés dotés de laboratoires capables de la tâche compliquée de l'ingénierie des cellules T. En outre, il faut généralement environ six à huit semaines pour cultiver les lymphocytes T en laboratoire et, une fois réintroduit dans le corps, les cellules ne durent pas longtemps dans le corps du patient, les effets du traitement peuvent donc être de courte durée.

Le nouveau travail, rapporté le 10 avril dans le journal Matériaux avancés , est une offre des scientifiques de Johns Hopkins pour trouver un moyen plus efficace de concevoir des cellules T.

"Nous pensons que l'environnement d'une cellule T est très important. La biologie ne se produit pas sur des plats en plastique; elle se produit dans les tissus, " dit John Hickey, un doctorat candidat en génie biomédical à la Johns Hopkins University School of Medicine et premier auteur du rapport d'étude.

Pour rendre l'environnement des cellules T modifiées plus biologiquement réaliste, Hickey—travaillant avec ses mentors Hai-Quan Mao, Doctorat., directeur associé du Johns Hopkins Institute for NanoBioTechnology et Jonathan Schneck, MARYLAND., Doctorat., professeur de pathologie, médecine et oncologie à la faculté de médecine de l'Université Johns Hopkins - essayé en utilisant un polymère semblable à de la gelée, ou hydrogel, comme plate-forme pour les cellules T. Sur l'hydrogel, les scientifiques ont ajouté deux types de signaux qui stimulent et "apprennent" aux cellules T à se concentrer sur des cibles étrangères à détruire.

Dans leurs expériences, Les cellules T activées sur des hydrogels ont produit 50 % de molécules en plus appelées cytokines, un marqueur d'activation, que les lymphocytes T conservés sur des boîtes de culture en plastique.

Parce que les hydrogels peuvent être fabriqués sur commande, les scientifiques de Johns Hopkins ont créé et testé une gamme d'hydrogels, de la sensation très douce d'une seule cellule à la qualité plus rigide d'un ganglion lymphatique rempli de cellules.

"L'une des découvertes surprenantes était que les cellules T préfèrent un environnement très doux, similaire aux interactions avec des cellules individuelles, par opposition à un tissu dense, " dit Schneck.

Plus de 80 pour cent des lymphocytes T sur la surface molle se sont multipliés, par rapport à aucune des cellules T sur le type d'hydrogel le plus ferme.

Lorsque l'équipe de Johns Hopkins a placé des cellules T sur un hydrogel mou, ils ont découvert que les cellules T se multipliaient de quelques cellules à environ 150, 000 cellules—beaucoup à utiliser pour le traitement du cancer—dans les sept jours. Par contre, lorsque les scientifiques ont utilisé d'autres méthodes conventionnelles pour stimuler et développer les cellules T, ils n'ont pu en cultiver que 20, 000 cellules en sept jours.

Dans la prochaine série d'expériences, les scientifiques ont injecté les cellules T conçues dans les hydrogels mous ou les boîtes de culture en plastique à des souris implantées avec un mélanome, une forme mortelle de cancer de la peau. Les tumeurs chez les souris avec des cellules T cultivées sur des hydrogels sont restées stables en taille, et certaines souris ont survécu au-delà de 40 jours. Par contre, les tumeurs se sont développées chez la plupart des souris injectées avec des cellules T cultivées dans des boîtes en plastique, et aucune de ces souris n'a vécu au-delà de 30 jours.

"Alors que nous perfectionnons l'hydrogel et reproduisons la caractéristique essentielle de l'environnement naturel, y compris les facteurs de croissance chimiques qui attirent les cellules T qui combattent le cancer et d'autres signaux, nous pourrons à terme concevoir des ganglions lymphatiques artificiels pour une thérapie régénérative basée sur l'immunologie, " dit Schneck, membre du Johns Hopkins Kimmel Cancer Center.

Les scientifiques ont déposé des brevets liés à la technologie de l'hydrogel décrite dans leur rapport.