(PhysOrg.com) -- Les scientifiques de l'UCLA ont découvert un moyen de réveiller le système immunitaire pour lutter contre le cancer en délivrant une protéine stimulant le système immunitaire dans un conteneur à l'échelle nanométrique appelé voûte directement dans les tumeurs cancéreuses du poumon, exploiter les défenses naturelles du corps pour lutter contre la croissance de la maladie.

Les voûtes, capsules nanométriques en forme de tonneau trouvées dans le cytoplasme de toutes les cellules de mammifères, ont été conçus pour libérer lentement une protéine, la chimiokine CCL21, dans la tumeur. Des études précliniques chez des souris atteintes d'un cancer du poumon ont montré que la protéine stimulait le système immunitaire à reconnaître et à attaquer les cellules cancéreuses, inhibant puissamment la croissance du cancer, dit Léonard Rome, chercheur au Jonsson Comprehensive Cancer Center de l'UCLA, directeur associé des California NanoSystems Institutes et co-auteur principal de l'étude.

« Les chercheurs travaillent depuis de nombreuses années pour développer des thérapies immunitaires efficaces pour traiter le cancer, avec un succès limité, " dit Rome, qui étudie les voûtes depuis des décennies. « Dans les tumeurs pulmonaires, le système immunitaire est régulé à la baisse et ce que nous voulions faire était de le réveiller, trouver un moyen de faire dire le cancer au système immunitaire, 'Hey, Je suis une tumeur et je suis ici. Venir me chercher.' "

L'étude paraît dans le 3 mai, numéro 2011 de PLoS Un , une revue à comité de lecture de la Public Library of Science.

Le nouveau système de livraison du coffre-fort, que Rome a qualifié de « juste un rêve » il y a trois ans, est basé sur une période de 10 ans, effort de recherche en cours axé sur l'utilisation des globules blancs d'un patient pour créer des cellules dendritiques, cellules du système immunitaire qui traitent le matériel antigénique et le présentent à la surface à d'autres cellules du système immunitaire. Une étude de Phase I qui fait partie de l'effort, dirigé par le Dr Steven Dubinett de l'ULCA, utilisé un adénovirus déficient en réplication pour infecter les cellules dendritiques et les inciter à sursécréter CCL21, la première fois que la chimiokine a été administrée à des humains. Les cellules modifiées – 10 millions à la fois – ont ensuite été injectées directement dans le cancer du poumon du patient pour stimuler une réponse immunitaire.

L'étude de phase précoce a montré que la méthode des cellules dendritiques est sûre, n'a pas d'effets secondaires et semble stimuler la réponse immunitaire - Dubinett et son équipe ont trouvé des lymphocytes T circulant dans le sang avec des signatures de cytokines spécifiques, indiquant que les lymphocytes reconnaissaient le cancer comme un envahisseur étranger.

Cependant, le processus pour générer des cellules dendritiques à partir des globules blancs et les concevoir pour sursécréter CCL21 est lourd, coûteux et chronophage. Il nécessite également une suite de bonnes pratiques de fabrication (BPF), un laboratoire spécialisé essentiel à la croissance et à la manipulation en toute sécurité des cellules, dont de nombreuses institutions de recherche ne disposent pas.

"Ça se complique, " dit Dubinett, directeur du programme de lutte contre le cancer du poumon au Jonsson Comprehensive Cancer Center de l'UCLA, professeur de pathologie et de médecine de laboratoire, membre du California NanoSystems Institute et co-auteur principal de l'article. « Vous devez faire en sorte que les choses se produisent - le patient doit être cliniquement éligible pour l'étude et en assez bonne santé pour y participer, nous devons être capables de faire croître les cellules, puis de les modifier génétiquement et de les rendre. »

Il y avait aussi le défi de la variabilité de patient à patient, dit Sherven Sharma, chercheur au Jonsson Cancer Center et au California NanoSystems Institute, professeur de médecine pulmonaire et de soins intensifs et co-auteur principal de l'étude. Il était plus facile d'isoler et de cultiver les cellules dendritiques chez certains patients que chez d'autres, les résultats n'étaient donc pas cohérents.

"Nous voulions créer un moyen plus simple de développer un environnement qui stimulerait le système immunitaire, " dit Sharma.

Dans l'étude de phase I, il faut plus d'une semaine pour différencier les globules blancs en cellules dendritiques et les laisser croître jusqu'aux millions nécessaires à la thérapie. Les cellules dendritiques sont infectées par un virus conçu pour porter un gène qui a provoqué la sécrétion de CCL21 par les cellules, puis injecté dans la tumeur du patient à l'aide d'une imagerie guidée.

"Nous avons pensé que si nous pouvions remplacer les cellules dendritiques par un nano-véhicule pour livrer le CCL21, nous aurions un traitement plus facile et moins cher qui pourrait également être utilisé dans les institutions qui n'ont pas de BPF, " a déclaré Dubinett.

En cas de succès, la méthode de livraison du coffre-fort ajouterait une arme désespérément nécessaire à l'arsenal de la lutte contre le cancer du poumon, qui représente près d'un tiers de tous les décès par cancer aux États-Unis et tue un million de personnes dans le monde chaque année.

"Il est crucial que nous trouvions de nouvelles thérapies plus efficaces pour lutter contre cette maladie mortelle, " Dubinett a déclaré. "Pour le moment, nous n'avons pas d'options adéquates pour les thérapies pour le cancer du poumon avancé."

Les nanoparticules de voûte contenant le CCL21 ont été conçues pour libérer lentement la protéine dans la tumeur au fil du temps, produisant une réponse immunitaire durable. Bien que les coffres protègent le CCL21 emballé, ils agissent comme une capsule à libération prolongée, dit Rome.

Rome, Dubinett et Sharma prévoient de tester la méthode de livraison par voûte dans des études humaines au cours des trois prochaines années et espèrent que les résultats prometteurs trouvés dans les modèles de tumeurs animales précliniques seront reproduits. Si une telle étude est approuvée, ce serait la première fois qu'une nanoparticule de voûte est utilisée chez l'homme pour une immunothérapie contre le cancer.

La nanoparticule de la voûte ne nécessiterait qu'une seule injection dans la tumeur en raison de la conception à libération lente, et il pourrait éventuellement être conçu pour être spécifique au patient en ajoutant les antigènes tumoraux de l'individu dans le coffre-fort, dit Dubinett. Les voûtes peuvent également être ciblées en ajoutant à leur surface des anticorps qui reconnaissent les récepteurs sur la tumeur. L'injection pourrait alors être délivrée dans la circulation sanguine et la voûte naviguerait vers la tumeur, un processus moins invasif qui serait plus facile pour les patients. La voûte pourrait également rechercher et cibler les tumeurs et les métastases trop petites pour être détectées par imagerie.

Rome a averti que le travail de la voûte est à un stade beaucoup plus précoce que la recherche sur les cellules dendritiques de Dubinett, mais il est encouragé par les premiers résultats. L'objectif est de développer une thérapie « sur étagère » utilisant des voûtes.

« Chez les animaux, les nanoparticules de voûte se sont avérées aussi efficaces, sinon plus efficace, que l'approche des cellules dendritiques, " a-t-il dit. " Maintenant, nous devons faire approuver la thérapie par la voûte par la FDA pour une utilisation chez l'homme. "

Parce qu'une voûte est une particule naturelle, il ne cause aucun dommage au corps et est potentiellement un véhicule idéal pour une utilisation dans la prestation de thérapies personnalisées, dit Rome.