Après une radiothérapie, les cellules cancéreuses mourantes crachent des protéines mutées dans le corps. Les scientifiques savent maintenant que le système immunitaire peut détecter ces protéines et tuer le cancer dans d'autres parties du corps en utilisant ces marqueurs protéiques comme guide - un phénomène que les chercheurs du Lineberger Comprehensive Cancer Center de l'Université de Caroline du Nord cherchent à exploiter pour améliorer le traitement du cancer.

Dans la revue Nature Nanotechnologie , les chercheurs rapportent les progrès réalisés dans le développement d'une stratégie visant à améliorer la détection par le système immunitaire des protéines cancéreuses en utilisant des nanoparticules "collantes" appelées "nanoparticules de capture d'antigènes". Ils pensent que ces particules pourraient fonctionner en synergie avec des médicaments d'immunothérapie conçus pour stimuler la réponse du système immunitaire au cancer.

"Notre hypothèse était que si nous utilisons une nanoparticule pour saisir ces protéines cancéreuses, nous obtiendrions probablement une réponse immunitaire plus robuste au cancer, " a déclaré Andrew Z. Wang, auteur principal de l'étude, MARYLAND, membre de l'UNC Lineberger et professeur agrégé au département de radio-oncologie de la faculté de médecine de l'UNC. "Nous pensons que cela fonctionne parce que les nanoparticules sont attrayantes pour le système immunitaire. Les cellules immunitaires n'aiment pas tout ce qui est nanométrique ; elles pensent que ce sont des virus, et y répondra."

La radiothérapie est couramment utilisée pour traiter un large éventail de cancers. Précédemment, les médecins ont observé un phénomène qu'ils appellent "l'effet abscopal, " dans lequel un patient subit une contraction tumorale en dehors du site primaire qui a été traité par rayonnement. Cette observation chez un seul patient atteint de mélanome a été rapportée dans le Journal de médecine de la Nouvelle-Angleterre en 2012.

Les scientifiques pensent que cela se produit parce que, après irradiation, les cellules immunitaires sont recrutées sur le site tumoral. Une fois arrivés, ces cellules immunitaires utilisent des protéines mutées libérées par les cellules cancéreuses mourantes pour entraîner d'autres cellules immunitaires à reconnaître et à combattre le cancer ailleurs. Cet effet fonctionne en synergie avec les médicaments d'immunothérapie appelés « inhibiteurs de points de contrôle, " qui libèrent les freins du système immunitaire, aidant ainsi le propre système de défense du corps à attaquer le cancer.

Les cellules cancéreuses déchargent ces protéines mutées - qui deviennent des marqueurs du système immunitaire - à la suite de mutations génétiques, a déclaré le co-auteur de l'étude Jonathan Serody, MARYLAND, Directeur associé de l'UNC Lineberger pour la recherche translationnelle.

"La théorie est que dans le cancer, les tumeurs accumulent un grand nombre de mutations dans leurs génomes, et ces gènes mutés peuvent fabriquer des protéines mutantes, et n'importe laquelle de ces protéines mutantes peut être hachée et présentée au système immunitaire comme étrangère, " dit Serody, qui est également le professeur Elizabeth Thomas à l'UNC School of Medicine. "Votre corps est conçu pour ne pas répondre à ses propres protéines, mais il n'y a pas de système qui contrôle sa réponse aux nouvelles protéines, et vous disposez d'un large éventail de cellules immunitaires qui pourraient leur répondre."

Les chercheurs de l'UNC Lineberger ont démontré dans des études précliniques qu'ils pouvaient concevoir avec succès des nanoparticules pour capturer les protéines mutées libérées par les tumeurs. Une fois ces nanoparticules captées par les cellules immunitaires, les protéines tumorales attachées à leur surface peuvent aider les cellules immunitaires à reconnaître les cellules cancéreuses dans tout le corps.

En utilisant des modèles de mélanome précliniques, ils ont découvert que 20 % des souris ayant reçu le traitement aux nanoparticules avaient une réponse complète, par rapport à aucune des souris qui n'ont pas reçu les nanoparticules.

"Nous montrons dans nos études que les nanoparticules sont captées par les cellules immunitaires et acheminées vers les ganglions lymphatiques, ", a déclaré Wang. "Nous montrons également que les nanoparticules augmentent le nombre de cellules T immunitaires tuant le cancer ainsi qu'augmentent le niveau de réponse immunitaire au cancer."

Les chercheurs disent qu'une stratégie est nécessaire pour améliorer les réponses aux médicaments d'immunothérapie, et pour que les réponses aux médicaments durent plus longtemps.

"Si entièrement traduit cliniquement, cela changera l'immunothérapie anticancéreuse, " a déclaré Wang. " Cette technologie a le potentiel d'améliorer l'efficacité des inhibiteurs de point de contrôle de l'immunothérapie du cancer, ce qui signifierait une survie plus longue pour plusieurs types de cancer."

L'étape suivante, Wang a dit, est de développer une nouvelle génération de nanoparticules plus robustes dans la capture de protéines. Finalement, il a dit, ils devront développer un agent commercial basé sur cette technologie et l'amener à la clinique.