Grâce à la nanotechnologie, nous pouvons comprendre, imiter et moduler notre système immunitaire. Pour son doctorat. recherche, Annelies Wauters a étudié comment de minuscules nanoporteurs peuvent être utilisés pour contrôler le système immunitaire, et cibler et activer les cellules immunitaires pour combattre les cellules cancéreuses. Wauters soutient sa thèse le 3 décembre.

Au cours des deux dernières années, la pandémie de COVID-19 s'est emparée du monde. Le développement et la production rapides de vaccins étaient, et sont actuellement, cruciaux pour freiner la propagation du virus et alléger la pression sur les établissements de santé. Cette pandémie a clairement démontré l'importance de la recherche scientifique en médecine, et en particulier, des progrès des nanotechnologies et du système immunitaire.

Le système immunitaire aide à nous protéger des agents pathogènes. Cependant, parfois, le système immunitaire joue également un rôle dans la progression des maladies. Il est cependant possible d'arrêter cela grâce à l'utilisation de médicaments qui renforcent ou modèrent le système immunitaire. Ce type de traitement est connu sous le nom d'immunothérapie.

Malheureusement, certaines immunothérapies ne sont pas toujours efficaces et entraînent souvent des effets secondaires indésirables tels que des éruptions cutanées, une pneumonie et des réponses auto-immunes inhabituelles.

Nanoporteurs

Les nanoporteurs, qui sont des nanostructures conçues pour transporter des matériaux tels que des médicaments dans le corps, peuvent transporter des médicaments vers des organes et des cellules spécifiques du système immunitaire. Il est important de noter que ce type d'approche de nano-immunothérapie peut être plus efficace et plus sûr que l'immunothérapie régulière car il ne cible que les cellules d'intérêt.

Des études récentes ont montré que la forme des nanoporteurs joue un rôle dans leur interaction avec le système immunitaire. Cependant, aucune étude approfondie n'a été menée à ce sujet, en partie en raison des difficultés rencontrées pour contrôler correctement la construction de ces nanoporteurs à l'échelle nanométrique.

Exploration de la forme et de la taille des nanoporteurs

Pour son doctorat. thèse, Annelies Wauters a étudié comment la taille et la forme des nanosupports fabriqués à partir de polymères biodégradables peuvent influencer les interactions avec le système immunitaire, et comment ces nanosupports peuvent être appliqués en nano-immunothérapie.

Pour étudier l'influence de la forme et de la taille des nanoporteurs, Wauters, qui a mené des recherches dans le groupe de chimie bio-organique qui comprend Jan van Hest et Loai Abdelmohsen, a créé une mini-bibliothèque de nanoporteurs à laquelle elle a ajouté des étiquettes spéciales pour aider suivre les nanostructures in vivo.

"Nous avons découvert que la morphologie du nanoporteur était très importante en ce qui concerne la façon dont les nanoporteurs étaient distribués dans les tissus. Plus précisément, nous souhaitions examiner comment les nanoporteurs ciblaient les organes et les cellules immunitaires", explique Wauters.

Réveiller les cellules immunitaires pour le combat de leur vie

Ayant montré que les nanoporteurs pouvaient être utilisés pour cibler des cellules immunitaires spécifiques, Annelies Wauters et ses collaborateurs ont décidé d'appliquer les particules pour éliminer les cellules cancéreuses.

"Souvent, les cellules cancéreuses développent des moyens d'éviter les défenses du système immunitaire, comme la désactivation complète des cellules immunitaires. Nous voulions donc renverser la situation sur les cellules cancéreuses", explique Wauters. "En d'autres termes, nous voulions lancer l'action des cellules immunitaires."

Et c'est exactement ce qu'ont fait Wauters et ses collègues, en collaboration avec le laboratoire Mulder. Ils ont délivré un médicament activant les cellules immunitaires dans les nanoporteurs, ce qui a effectivement "réveillé" les cellules immunitaires. Grâce à cette approche, ils ont pu ralentir la croissance tumorale dans un modèle murin. En outre, ils ont entrepris les premières étapes clés vers des essais cliniques complets des nanoporteurs en démontrant qu'ils sont efficaces et sûrs dans deux modèles de primates non humains.

Les nanoporteurs en tant que cellules immunitaires artificielles

Enfin, Wauters a utilisé les nanoporteurs pour fabriquer des cellules immunitaires artificielles, qui offrent une alternative moins chère et moins invasive aux immunothérapies cellulaires actuelles.

Dans cet esprit, elle a développé une méthode pour placer d'importantes protéines immunoactives à la surface des nanoporteurs de manière très contrôlée.

"Nous avons testé ces cellules immunitaires artificielles pour leur capacité à activer les cellules immunitaires humaines", souligne Wauters. "Il a été démontré que la forme du nanoporteur et la quantité de protéines à sa surface contrôlent l'activation des cellules immunitaires."

Grâce à cette recherche, Wauters a jeté des bases importantes pour la recherche et les applications futures des nano-immunothérapies. "L'approche des nanoporteurs pourrait être très importante non seulement pour l'immunothérapie du cancer, mais aussi pour le traitement des maladies auto-immunes ou des maladies cardiovasculaires, et le développement de vaccins", déclare Wauters.

En ce qui concerne les nanoporteurs, les recherches futures exploreront comment les utiliser pour administrer d'autres médicaments immunothérapeutiques, et étudieront également plus en détail comment les médicaments qu'ils transportent peuvent influencer le système immunitaire. De plus, les cellules immunitaires synthétiques seront étudiées in vivo.

La prochaine étape pour Annelies Wauters est un poste postdoctoral au département d'immunologie des tumeurs du Radboudumc où elle travaillera sur la traduction clinique de cellules immunitaires synthétiques pour l'immunothérapie du cancer. « Je suis enthousiasmé par cette prochaine étape de ma carrière de chercheur et j'ai hâte de développer de nouvelles immunothérapies pour aider à lutter contre le cancer », déclare Wauters. + Explorer plus loin

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