Nouvelles techniques.

Des chercheurs italiens ont créé des nanoparticules piézoélectriques capables de générer du courant à l’intérieur d’un corps lorsqu’elles sont touchées par des ultrasons. Leur trouvaille pourrait essentiellement être utilisée dans le cadre d’un traitement contre le cancer. En effet, un des moyens les plus impactants lorsqu’il s’agit de se débarrasser des cellules cancéreuses, ce serait de les cibler une par une. Avec un petit courant électrique par exemple, cela aurait un impact négatif sur la pompe sodium-potassium, tuant ainsi la cellule. Seul problème, cette procédure élimine aussi des cellules saines.

Ce qu’a réussi l’équipe italienne ouvre une première voie vers un traitement efficace. Elle a été dirigée par Attilio Marino de l’Institut Italien de Technologie (IIT), Enrico Almici de l’Université Polytechnique de Turin. Leur technique est simple sur le papier, puisque les éléments piézoélectriques génèrent une charge lorsqu’ils sont pressés.

Alors en injectant des nanoparticules piézoélectriques dans un corps, en leur envoyant des ultrasons, associés à la pression que cela crée, des interférences ont lieu avec les ions de sodium et de potassium. Cependant, il faut cibler les cellules cancéreuses. Pour ce faire, Attilio Marino et Enrico Almici ont une astuce. Ils ont placé les nanoparticules dans un polymère plastique, puis ils l’ont enrobé d’anticorps qui vont se lier aux récepteurs d’un certain type de cellule cancéreuse.

Dans leur étude, les chercheurs se sont concentrés sur un cancer du assez agressif : le glioblastome multiforme (GBM). Les cellules cancéreuses libèrent des récepteurs de transferrine, alors ils ont ajouté des anticorps de transferrine. De cette manière, leurs nanoparticules vont se greffer directement aux cellules à éradiquer.

Néanmoins, pour atteindre le cerveau, et atteindre les cellules touchées par le glioblastome, il faut passer la barrière hémato-encéphalique. Elle protège le cerveau des toxines, des agents pathogènes et des hormones qui circulent dans le sang. Il s’agit donc d’un videur qui filtre tout ce qui entrera dans cette boîte très sélect qu’est le cerveau. Pour franchir cette barrière, les chercheurs ont dû avoir recours à des nanoparticules très petites : 300 nanomètres.

Dernière étape : la phase de tests. Pour la mener à bien, l’équipe a utilisé des tumeurs du cerveau créées en laboratoire. Elles ont bénéficié d’une barrière endothéliale, qui a le même fonctionnement que la barrière hémato-encéphalique.

Ensuite, ils ont injecté leurs nanoparticules. Ils les ont bombardées d’ultrasons, et ont également administré un médicament utilisé en chimiothérapie : le temozolomide. Les effets résultats sont très positifs. « La stimulation piézoélectrique chronique, en combinaison synergique avec une concentration subtoxique de témozolomide, a induit une sensibilité accrue au traitement de chimiothérapie et des effets anticancéreux remarquables, » a précisé Attilio Marino.

Isabelle Fournier and her team are out to change surgical oncology.

"Better surgery is associated with better prognosis and higher survival," said Fournier, a professor at the University of Lille and co-director of a proteomics center of INSERM, the French national institute of health. Her laboratory has worked for several years on a device they call the SpiderMass that will enable surgeons to look for markers of cancer in a living patient's tissue, during an operation. In an article in Molecular & Cellular Proteomics, the team reports on an important step toward finding protein biomarkers during surgery.

Surgery to remove a primary tumor involves a wait. After the tumor and some healthy surrounding tissue are removed, the surgical team pauses while a pathologist checks the tissue margins under a microscope. Although this process is important for preventing recurrence of the cancer, it can add up to 45 risky minutes under anesthesia.

With the new device, Fournier said, "We think that it is possible to open the way to in vivo real-time proteomics," which could help surgeons find stray cancer cells faster, perhaps even as they make incisions.

Fournier's device uses mass spectrometry, which measures the mass of molecules from complex mixtures. But turning an in vivo tissue sample into gas phase ions for measurements can be a challenge. Until now, no one knew how to extract ions from living tissues without doing harm.

So Fournier's team got creative. Riffing on MALDI, an ionization strategy that uses a carrier molecule mixed with the analyte of interest, they decided to use the water that makes up a majority of human tissue as a carrier to produce a water-assisted laser desorption/ionization, or WALDI. If they could excite the water in a tiny area, it should vaporize, taking ionized organic molecules with it.

"It was an idea at the beginning, and many people thought that it would not work," Fourier said. "Finally, we have it working beautifully."

The team built a pulsed laser excitation device tuned to heat water precisely by causing vibration in the oxygen-hydrogen bond. In a 2016 paper, they described using this laser to ionize the outermost layer of tissue, penetrating less than one-twentieth of a millimeter. The human volunteers reported a slight tingling sensation. But the ions that appeared were mostly small molecules and lipids, which are more apt than proteins to adopt a negative charge. The team hoped to measure proteins as well.

In this new paper, Fournier and colleagues report that they have cracked the protein puzzle. By using a more sensitive mass spectrometer and looking for positively instead of negatively charged ions, they found peaks representing purified proteins they had introduced into a cow liver sample. Now that they know the proteins are detectable, the next step will be finding ways to amplify the protein signal over more abundant lipids and metabolites.

In the meantime, the device is already in use for four-legged patients. Fournier's lab has worked with the veterinary biotech company Oncovet Clinical Research to run a pilot trial, comparing biopsies from pet dogs with sarcoma to healthy tissues. The team developed a lipidomics- and metabolomics-based classification system to robustly identify healthy, necrotic and cancerous tissues. Soon, they will introduce a prototype into a veterinary operating room. If it is successful there, Fournier said, she hopes to reach human clinics, improving tumor removal surgery to give patients better health outcomes.

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Isabelle Fournier et son équipe sont sur le point de changer d'oncologie chirurgicale.

"Une meilleure chirurgie est associée à un meilleur pronostic et à une survie plus élevée", a déclaré Fournier, professeur à l'Université de Lille et co-directeur d'un centre de protéomique de l'INSERM, l'institut national français de la santé. Son laboratoire travaille depuis plusieurs années sur un appareil appelé SpiderMass qui permettra aux chirurgiens de rechercher des marqueurs de cancer dans le tissu d'un patient vivant, lors d'une opération. Dans un article de Molecular & Cellular Proteomics, l'équipe rapporte une étape importante vers la découverte de biomarqueurs protéiques au cours de la chirurgie.

La chirurgie pour enlever une tumeur primaire implique une attente. Après que la tumeur et certains tissus environnants sains ont été enlevés, l'équipe chirurgicale fait une pause pendant qu'un pathologiste vérifie les marges des tissus sous un microscope. Bien que ce processus est important pour prévenir la récurrence du cancer, il peut ajouter jusqu'à 45 minutes à risque sous anesthésie.

Avec ce nouveau dispositif, M. Fournier a déclaré: «Nous pensons qu'il est possible d'ouvrir la voie à la protéomique en temps réel in vivo», ce qui pourrait aider les chirurgiens à trouver plus rapidement des cellules cancéreuses errantes, peut-être même en pratiquant des incisions.

L'appareil de Fournier utilise la spectrométrie de masse, qui mesure la masse des molécules à partir de mélanges complexes. Mais transformer un échantillon de tissu in vivo en ions en phase gazeuse pour les mesures peut être un défi. Jusqu'à présent, personne ne savait comment extraire des ions de tissus vivants sans faire de mal.

L'équipe de Fournier a donc été créative. se fiant sur MALDI, une stratégie d'ionisation qui utilise une molécule porteuse mélangée à l'analyte d'intérêt, ils ont décidé d'utiliser l'eau qui constitue la majorité des tissus humains comme support pour produire une désorption / ionisation laser assistée par eau, ou WALDI. Si elles peuvent exciter l'eau dans une zone minuscule, il devrait se vaporiser, entrainant des molécules organiques ionisées avec elle.

"C'était une idée au début, et beaucoup de gens pensaient que ça ne marcherait pas", a déclaré Fournier. "Enfin, nous l'avons fait fonctionner magnifiquement."

L'équipe a construit un dispositif d'excitation laser pulsé réglé pour chauffer l'eau avec précision en provoquant des vibrations dans la liaison oxygène-hydrogène. Dans un article de 2016, ils ont décrit l'utilisation de ce laser pour ioniser la couche de tissu la plus à l'extérieur, pénétrant moins d'un vingtième de millimètre. Les volontaires humains ont signalé une légère sensation de picotement. Mais les ions qui sont apparus étaient pour la plupart de petites molécules et des lipides, qui sont plus aptes que les protéines à adopter une charge négative. L'équipe espérait également mesurer les protéines.

Dans ce nouveau document, Fournier et ses collègues rapportent qu'ils ont brisé le casse-tête des protéines. En utilisant un spectromètre de masse plus sensible et en recherchant positivement des ions chargés négativement, ils ont trouvé des pics représentant des protéines purifiées qu'ils avaient introduites dans un échantillon de foie de vache. Maintenant qu'ils savent que les protéines sont détectables, l'étape suivante consistera à trouver des moyens d'amplifier le signal protéique sur des lipides et des métabolites plus abondants.

En attendant, l'appareil est déjà utilisé pour les patients à quatre pattes. Le laboratoire de Fournier a travaillé avec la société de biotechnologie vétérinaire Oncovet Clinical Research pour mener un essai pilote comparant des biopsies de chiens de compagnie avec des sarcomes à des tissus sains. L'équipe a mis au point un système de classification basé sur la lipidomique et la métabolomique pour identifier de façon robuste les tissus sains, nécrotiques et cancéreux. Bientôt, ils vont introduire un prototype dans une salle d'opération vétérinaire. Si elle réussit là-bas, dit-elle, elle espère atteindre les cliniques humaines, améliorant ainsi la chirurgie de l'enlèvement des tumeurs pour améliorer la santé des patients.

Chinese scientists and clinicians have developed a learning artificial intelligence system which can diagnose and identify cancerous prostate samples as accurately as any pathologist. This holds out the possibility of streamlining and eliminating variation in the process of cancer diagnosis. It may also help overcome any local shortage of trained pathologists. In the longer term it may lead to automated or partially-automated prostate cancer diagnosis.

Prostate cancer is the most common male cancer, with around 1.1m diagnoses ever year, worldwide1 (for comparison, that's around x4 the number of men who live in Copenhagen). Confirmation of the diagnosis normally requires a biopsy sample, which is then examined by a pathologist. Now an artificial intelligence learning system, presented at the European Association of Urology congress in Copenhagen, has shown similar levels of accuracy to a human pathologist. In addition, the software can accurately classify the level of malignancy of the cancer, so eliminating the variability which can creep into human diagnosis.

"This is not going to replace a human pathologist" said research leader Hongqian Guo (Nanjing, China), "We still need an experienced pathologist to take responsibility for the final diagnosis. What it will do is help pathologists make better, faster diagnosis, as well as eliminating the day-to-day variation in judgement which can creep into human evaluations."

Prof. Guo's group took 918 prostate whole mount pathology section samples from 283 patients, and ran these through the analysis system, with the software gradually learning and improving diagnosis. These pathology images were subdivided into 40,000 smaller samples; 30,000 of these samples were used to 'train' the software, the remaining 10,000 were used to test accuracy -- the results showed an accurate diagnosis in 99.38% of cases (using a human pathologist as a 'gold standard'), which is effectively as accurate as the human pathologist. They were also able to identify different Gleason Grades in the pathology sections using AI; ten whole mount prostate pathology sections have been tested so far, with similar Gleason Grade in the AI and human pathologist's diagnosis. The group has not started testing the system with human patients.

Prof. Guo continued "The system was programmed to learn and gradually improve how it interpreted the samples. Our result show that the diagnosis the AI reported was at a level comparable to that of a pathologist. Furthermore, it could accurately classify the malignant levels of prostate cancer. Until now, automated systems have had limited clinical value, but we believe this is the first automated work to offer an accurate reporting and diagnosis of prostate cancer. In the short-term, this can offer a faster throughput, plus a greater consistency in cancer diagnosis from pathologist to pathologist, hospital to hospital, country to country.

Artificial intelligence is advancing at an amazing rate -- you only need to look at facial recognition on smartphones, or driverless cars. It is important that cancer detection and diagnosis takes advantage of these changes."

Commenting, Professor Rodolfo Montironi (Professor of Pathology, Polytechnic University of the Marche, Ancona, Italy) said:

"This is interesting work which shows how artificial intelligence will increasingly step into clinical practice. This may be very useful in some areas where there is a lack of trained pathologists. Like all automation, this will lead to a lesser reliance on human expertise, but we need to ensure that the final decisions on treatment stay with a trained pathologist. The really important thing though, is that we ensure the highest standard of patient care. The future will be interesting." Professor Montironi was not involved in this work -- this is an independent comment.

The software was developed in conjunction with Nanjing Innovative Data Technologies, Inc (they were not involved in funding this work, see notes for funding details). The newness of the system means that there is no information yet on costs or on implementation.

The authors note some limitations to the work. There were more samples of Gleason Grade 3 and 4 than other grade, which maybe influence the AI calculation to some extent. They are also looking for suitably objective standards to allow direct comparison of Gleason Grade with the AI.

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Des scientifiques et des cliniciens chinois ont mis au point un système d'intelligence artificielle qui permet de diagnostiquer et d'identifier les échantillons de cancer cancéreux avec autant de précision que n'importe quel pathologiste. Cela permet de rationaliser et d'éliminer les variations dans le processus de diagnostic du cancer. Cela peut également aider à surmonter toute pénurie locale de pathologistes qualifiés. À plus long terme, il peut conduire à un diagnostic automatisé ou partiellement automatisé du cancer de la prostate.

Le cancer de la prostate est le cancer le plus fréquent chez les hommes, avec environ 1,1 million de diagnostics par an, dans le monde entier1 (à titre de comparaison, c'est environ x4 le nombre d'hommes qui vivent à Copenhague). La confirmation du diagnostic nécessite normalement un échantillon de biopsie, qui est ensuite examiné par un pathologiste. Aujourd'hui, un système d'apprentissage basé sur l'intelligence artificielle, présenté au congrès de l'Association européenne d'urologie à Copenhague, a montré des niveaux de précision similaires à ceux d'un pathologiste humain. En outre, le logiciel peut classer avec précision le niveau de malignité du cancer, éliminant ainsi la variabilité qui peut se glisser dans le diagnostic humain.

"Cela ne va pas remplacer un pathologiste humain", a déclaré Hongqian Guo (Nanjing, Chine), responsable de la recherche: "Nous avons encore besoin d'un pathologiste expérimenté pour prendre la responsabilité du diagnostic final. ainsi que l'élimination de la variation quotidienne du jugement qui peut s'infiltrer dans les évaluations humaines. "

Le groupe du Prof. Guo a prélevé 918 échantillons de la section de pathologie de la prostate entière de 283 patients, et les a fait passer par le système d'analyse, le logiciel apprenant progressivement et améliorant le diagnostic. Ces images de pathologie ont été subdivisées en 40 000 échantillons plus petits; 30 000 de ces échantillons ont été utilisés pour «former» le logiciel, les 10 000 restants ont été utilisés pour tester la précision - les résultats ont montré un diagnostic précis dans 99,38% des cas (en utilisant un pathologiste humain comme «gold standard»), ce qui est efficace. aussi précis que le pathologiste humain. Ils ont également été en mesure d'identifier différents grades de Gleason dans les sections de pathologie en utilisant l'IA; dix sections de pathologie de la prostate ont été testées jusqu'à présent, avec un score de Gleason similaire dans l'IA et le diagnostic du pathologiste humain. Le groupe n'a pas commencé à tester le système avec des patients humains.


Le professeur Guo a poursuivi: «Le système a été programmé pour apprendre et améliorer graduellement la façon dont il interprétait les échantillons.Nos résultats montrent que le diagnostic rapporté par l'IA était à un niveau comparable à celui d'un pathologiste.En outre, il pourrait classer avec précision les niveaux malins de Jusqu'à maintenant, les systèmes automatisés ont eu une valeur clinique limitée, mais nous croyons qu'il s'agit du premier travail automatisé à offrir un rapport et un diagnostic précis du cancer de la prostate. cohérence dans le diagnostic du cancer d'un pathologiste à un pathologiste, d'un hôpital à l'autre, d'un pays à l'autre.

L'intelligence artificielle progresse à un rythme incroyable - vous avez seulement besoin de regarder la reconnaissance faciale sur les smartphones, ou les voitures sans conducteur. Il est important que la détection et le diagnostic du cancer profitent de ces changements. "

Commentant, le professeur Rodolfo Montironi (professeur de pathologie, Université Polytechnique des Marches, Ancône, Italie) a déclaré:

"C'est un travail intéressant qui montre comment l'intelligence artificielle va de plus en plus entrer dans la pratique clinique, ce qui peut être très utile dans certains domaines où il y a un manque de pathologistes qualifiés. Nous devons veiller à ce que les décisions finales en matière de traitement soient prises par un pathologiste qualifié, mais ce qui est vraiment important, c'est que nous assurions le plus haut niveau de soins aux patients. Le professeur Montironi n'a pas participé à ce travail - c'est un commentaire indépendant.

Le logiciel a été développé en collaboration avec Nanjing Innovative Data Technologies, Inc (ils n'ont pas participé au financement de ce travail, voir les notes pour plus de détails sur le financement). La nouveauté du système signifie qu'il n'y a pas encore d'informations sur les coûts ou sur la mise en œuvre.

Les auteurs notent quelques limitations au travail. Il y avait plus d'échantillons de Gleason Grade 3 et 4 que d'autres grades, ce qui peut influencer le calcul de l'IA dans une certaine mesure. Ils recherchent également des normes objectives adéquates pour permettre une comparaison directe de Gleason Grade avec l'IA.

Un projet développé en 2011 au CHUM permet aux chirurgiens en oncologie de traiter plus de patientes atteintes d'un cancer du sein. Grâce à une technique élaborée dans une clinique Mayo aux États-Unis, il est possible de repérer plus facilement les tumeurs cancéreuses.

Marie-Ève Julien est une des patientes qui participent à ce qui était d'abord un projet pilote, mais qui est devenu un programme régulier du CHUM. Elle s'apprête à subir l'ablation d'une tumeur cancéreuse logée dans son sein droit.

Elle ne semble pas inquiète et fait confiance au traitement. « Je suis juste contente. Je me dis que je suis entre bonnes mains », raconte Mme Julien.

L'équipe médicale qui s'occupera d'elle emploiera une technique développée aux États-Unis, mais utilisée nulle part ailleurs au Québec : l'insertion d'une bille radioactive, c’est-à-dire d'un repère placé dans la tumeur.

Lors de l’opération, le personnel médical se servira d’une sonde capable de détecter la radioactivité pour repérer la bille et du même coup la tumeur.

La Dre Julie David, radiologue au CHUM, explique que les médecins ont recours à cette technique pour bien cibler leur intervention.

Citation :

Pourquoi est-ce qu'on doit mettre un repère? Parce qu’il y a certaines tumeurs qui ne sont pas palpables. Alors, le chirurgien, pour trouver la lésion, doit avoir un repère pour savoir où aller faire son incision et retirer la tumeur.
La Dre Julie David, radiologue

Des délais

Habituellement, c'est un harpon métallique, installé par un radiologue, qui permet de trouver la lésion à enlever. Une technique qui s’avère efficace, mais qui comporte des désavantages.

La chirurgie se déroule au bloc opératoire, mais le harpon doit absolument être posé le matin de l’intervention au département de radiologie, ce qui occasionne des délais supplémentaires.

Puisque la bille radioactive peut être insérée jusqu'à cinq jours plus tôt, il n'y a pas de retards qui surviennent le jour de l'opération.

Citation :

Normalement, on peut opérer quatre cancers du sein dans une journée. Quand on a commencé à mettre la bille radioactive, on a pu opérer cinq cas de cancers du sein dans une journée. Pour la population, c’est un gros avantage en termes de listes d'attente.
Dre Erica Patocksai, cheffe de la chirurgie oncologique au CHUM

De plus, cette technique permet de traiter davantage de patients en raison de sa rapidité d’exécution.

« C'est juste plus facile pour nous. Puis il a été démontré dans la littérature que c’est une chirurgie plus rapide », précise Dre Erica Patocksai, cheffe de la chirurgie oncologique au CHUM.

L'équipe du CHUM souhaite maintenant que cette technique fasse boule de neige partout au Québec.

A team of scientists led by Virginia Commonwealth University physicist Jason Reed, Ph.D., have developed new nanomapping technology that could transform the way disease-causing genetic mutations are diagnosed and discovered. Described in a study published in the journal Nature Communications, this novel approach uses high-speed atomic force microscopy (AFM) combined with a CRISPR-based chemical barcoding technique to map DNA nearly as accurately as DNA sequencing while processing large sections of the genome at a much faster rate. What's more -- the technology can be powered by parts found in your run-of-the-mill DVD player.

The human genome is made up of billions of DNA base pairs. Unraveled, it stretches to a length of nearly six feet long. When cells divide, they must make a copy of their DNA for the new cell. However, sometimes various sections of the DNA are copied incorrectly or pasted together at the wrong location, leading to genetic mutations that cause diseases such as cancer. DNA sequencing is so precise that it can analyze individual base pairs of DNA. But in order to analyze large sections of the genome to find genetic mutations, technicians must determine millions of tiny sequences and then piece them together with computer software. In contrast, biomedical imaging techniques such as fluorescence in situ hybridization (FISH) can only analyze DNA at a resolution of several hundred thousand base pairs.

Reed's new high-speed AFM method can map DNA to a resolution of tens of base pairs while creating images up to a million base pairs in size. And it does it using a fraction of the amount of specimen required for DNA sequencing.

"DNA sequencing is a powerful tool, but it is still quite expensive and has several technological and functional limitations that make it difficult to map large areas of the genome efficiently and accurately," says Jason Reed, Ph.D., principal investigator on the study. Reed is a member of the Cancer Molecular Genetics research program at VCU Massey Cancer Center and an associate professor in the Department of Physics at the VCU College of Humanities and Sciences. "Our approach bridges the gap between DNA sequencing and other physical mapping techniques that lack resolution. It can be used as a stand-alone method or it can complement DNA sequencing by reducing complexity and error when piecing together the small bits of genome analyzed during the sequencing process."

IBM scientists made headlines in 1989 when they developed AFM technology and used a related technique to rearrange molecules at the atomic level to spell out "IBM." AFM achieves this level of detail by using a microscopic stylus -- similar to a needle on a record player -- that barely makes contact with the surface of the material being studied. The interaction between the stylus and the molecules creates the image. However, traditional AFM is too slow for medical applications and so it is primarily used by engineers in materials science.

"Our device works in the same fashion as AFM but we move the sample past the stylus at a much greater velocity and use optical instruments to detect the interaction between the stylus and the molecules. We can achieve the same level of detail as traditional AFM but can process material more than a thousand times faster," says Reed, whose team proved the technology can be mainstreamed by using optical equipment found in DVD players. "High-speed AFM is ideally suited for some medical applications as it can process materials quickly and provide hundreds of times more resolution than comparable imaging methods."

Increasing the speed of AFM was just one hurdle Reed and his colleagues had to overcome. In order to actually identify genetic mutations in DNA, they had to develop a way to place markers or labels on the surface of the DNA molecules so they could recognize patterns and irregularities. An ingenious chemical barcoding solution was developed using a form of CRISPR technology.

CRISPR has made a lot of headlines recently in regard to gene editing. CRISPR is an enzyme that scientists have been able to "program" using targeting RNA in order to cut DNA at precise locations that the cell then repairs on its own. Reed's team altered the chemical reaction conditions of the CRISPR enzyme so that it only sticks to the DNA and does not actually cut it.

"Because the CRISPR enzyme is a protein that's physically bigger than the DNA molecule, it's perfect for this barcoding application," says Reed. "We were amazed to discover this method is nearly 90 percent efficient at bonding to the DNA molecules. And because it's easy to see the CRISPR proteins, you can spot genetic mutations among the patterns in DNA."

To demonstrate the technique's effectiveness, the researchers mapped genetic translocations present in lymph node biopsies of lymphoma patients. Translocations occur when one section of the DNA gets copied and pasted to the wrong place in the genome. They are especially prevalent in blood cancers such as lymphoma but occur in other cancers as well.

While there are many potential uses for this technology, Reed and his team are focusing on medical applications. They are currently developing software based on existing algorithms that can analyze patterns in sections of DNA up to and over a million base pairs in size. Once completed, it would not be hard to imagine this shoe-box-sized instrument in pathology labs assisting in the diagnosis and treatment of diseases linked to genetic mutations.

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Une équipe de scientifiques dirigée par le physicien de l'Université du Commonwealth de Virginie, Jason Reed, Ph.D., a développé une nouvelle technologie de nanomapping qui pourrait transformer la façon dont les mutations génétiques pathogènes sont diagnostiquées et découvertes. Décrite dans une étude publiée dans la revue Nature Communications, cette nouvelle approche utilise la microscopie à force atomique (AFM) combinée à une technique de codage chimique basée sur CRISPR pour cartographier l'ADN presque aussi précisément que le séquençage d'ADN lors du traitement de grandes sections du génome. un taux beaucoup plus rapide. De plus, la technologie peut être alimentée par des pièces trouvées dans votre lecteur DVD ordinaire.

Le génome humain est constitué de milliards de paires de bases d'ADN. Démêlé, il s'étend sur une longueur de près de six pieds. Lorsque les cellules se divisent, elles doivent faire une copie de leur ADN pour la nouvelle cellule. Cependant, certaines sections de l'ADN sont parfois incorrectement copiées ou collées au mauvais endroit, ce qui conduit à des mutations génétiques qui provoquent des maladies telles que le cancer. Le séquençage de l'ADN est si précis qu'il peut analyser des paires de bases individuelles d'ADN. Mais pour analyser de grandes parties du génome afin de trouver des mutations génétiques, les techniciens doivent déterminer des millions de petites séquences et les assembler ensuite avec un logiciel informatique. En revanche, les techniques d'imagerie biomédicale telles que l'hybridation in situ par fluorescence (FISH) ne peuvent analyser l'ADN qu'à une résolution de plusieurs centaines de milliers de paires de bases.

La nouvelle méthode AFM haute vitesse de Reed permet de cartographier l'ADN à une résolution de dizaines de paires de bases tout en créant des images pouvant atteindre un million de paires de bases. Et il le fait en utilisant une fraction de la quantité d'échantillon nécessaire pour le séquençage de l'ADN.

"Le séquençage de l'ADN est un outil puissant, mais il est encore assez cher et présente plusieurs limites technologiques et fonctionnelles qui rendent difficile la cartographie de grandes zones du génome de manière efficace et précise", explique Jason Reed, Ph.D., chercheur principal sur le étude. Reed est membre du programme de recherche sur la génétique moléculaire du cancer au VCU Massey Cancer Centre et professeur agrégé au département de physique du Collège des sciences humaines et des sciences de l'Université de Victoria. "Notre approche comble le fossé entre le séquençage de l'ADN et d'autres techniques de cartographie physique qui manquent de résolution.Il peut être utilisé comme une méthode autonome ou il peut compléter le séquençage de l'ADN en réduisant la complexité et l'erreur lors de la reconstitution des petits fragments du génome analysés durant le processus de séquençage. "

Les scientifiques d'IBM ont fait les manchettes en 1989 lorsqu'ils ont développé la technologie AFM et utilisé une technique connexe pour réorganiser les molécules au niveau atomique pour épeler "IBM". AFM atteint ce niveau de détail en utilisant un stylet microscopique - similaire à une aiguille sur un tourne-disque - qui fait à peine le contact avec la surface du matériau étudié. L'interaction entre le stylet et les molécules crée l'image. Cependant, l'AFM traditionnel est trop lent pour les applications médicales et il est donc principalement utilisé par les ingénieurs en science des matériaux.

«Notre appareil fonctionne de la même manière que l'AFM, mais nous déplaçons l'échantillon à une vitesse beaucoup plus grande et utilisons des instruments optiques pour détecter l'interaction entre le stylet et les molécules, nous pouvons atteindre le même niveau de détail que l'AFM traditionnel. », explique M. Reed, dont l'équipe a prouvé que la technologie pouvait être intégrée en utilisant l'équipement optique des lecteurs de DVD. «L'AFM haute vitesse convient parfaitement à certaines applications médicales, car il permet de traiter les matériaux rapidement et offre des centaines de fois plus de résolution que les méthodes d'imagerie comparables.

Accroître la vitesse de l'AFM n'était qu'un obstacle pour Reed et ses collègues. Afin d'identifier réellement les mutations génétiques dans l'ADN, ils ont dû développer un moyen de placer des marqueurs ou des étiquettes sur la surface des molécules d'ADN afin qu'ils puissent reconnaître les modèles et les irrégularités. Une solution chimique ingénieuse de codes-barres a été développée en utilisant une forme de technologie CRISPR.

CRISPR a fait beaucoup parlé d'elle récemment en ce qui concerne l'édition de gènes. CRISPR est une enzyme que les scientifiques ont été en mesure de «programmer» en utilisant l'ARN ciblant afin de couper l'ADN à des endroits précis que la cellule répare alors seule. L'équipe de Reed a modifié les conditions de la réaction chimique de l'enzyme CRISPR de sorte qu'elle ne colle qu'à l'ADN et ne le coupe pas réellement.

"Parce que l'enzyme CRISPR est une protéine physiquement plus grande que la molécule d'ADN, elle est parfaite pour cette application de codage à barres", explique Reed. «Nous avons été étonnés de découvrir que cette méthode est efficace à près de 90% pour se lier aux molécules d'ADN, et comme il est facile de voir les protéines CRISPR, vous pouvez repérer des mutations génétiques parmi les motifs de l'ADN.

Pour démontrer l'efficacité de la technique, les chercheurs ont cartographié les translocations génétiques présentes dans les biopsies des ganglions lymphatiques des patients atteints de lymphome. Les translocations se produisent lorsqu'une section de l'ADN est copiée et collée au mauvais endroit dans le génome. Ils sont particulièrement répandus dans les cancers du tels que les lymphomes, mais se produisent également dans d'autres cancers.

Bien qu'il existe de nombreux usages potentiels pour cette technologie, Reed et son équipe se concentrent sur les applications médicales. Ils développent actuellement un logiciel basé sur des algorithmes existants qui peuvent analyser des motifs dans des sections d'ADN allant jusqu'à plus d'un million de paires de bases. Une fois terminé, il ne serait pas difficile d'imaginer cet instrument de la taille d'une boîte à chaussures dans les laboratoires de pathologie qui aident au diagnostic et au traitement des maladies liées aux mutations génétiques.

The goal of cancer therapy is to destroy the tumor or stop it from growing and spreading to other parts of the body. Reaching toward this goal, a team of researchers from various institutions, including Baylor College of Medicine, Washington University School of Medicine in St. Louis and the Broad Institute of MIT and Harvard, has developed a new way to approach breast cancer treatment. First, they search for the proteins that drive tumor growth, and then test in the lab drugs that potentially neutralize these specific biological drivers. The study appears in Nature Communications.

"Here we study the problem of how to design more effective cancer treatments with a two-pronged approach," said co-senior author Dr. Matthew Ellis, professor and director of the Lester and Sue Smith Breast Center and McNair Scholar at Baylor. "We combine patient-derived xenografts and proteogenomic integration."

Patient-derived xenografts: a human tumor model in a 'living container'

A patient-derived xenograft consists of a sample of a human tumor transplanted into a particular laboratory mouse.

"We grow human tumors direct from patients in laboratory mice because we want to mimic the living natural environment tumor cells grow in -- a beating heart, blood vessels and other biological structures -- that is as natural as we can possibly make it. We think this approach offers a closer representation of the tumor's growth environment to study cancer drugs than cells growing on a laboratory plastic dish," Ellis said.

In previous studies, the researchers showed this approach can be successful as patient-derived xenografts of breast tumors recapitulate most of the genes expressed and the proteins present in the original breast tumors. In addition, responses of breast cancer patient-derived xenografts to drug treatments resemble that observed in the corresponding patient. These results suggest that patient-derived xenografts of breast tumors are potential useful models in which to identify and test targets for breast cancer therapy.

Proteogenomic integration: looking at proteins and genes together

Cancer cells may not only be different from normal cells in the types of genes they express but also in some of the proteins they use to carry out their functions. Some cancer proteins can drive normal cells into a path that leads to cancer and identifying and neutralizing these biological drivers may result in better treatments. Proteogenomic integration allows researchers to look at the proteins present and the genes expressed in the tumor, side by side.

"Proteins carry out most of the biological functions in the cell," said co-senior author Dr. Li Ding, an associate professor of medicine at Washington University School of Medicine in St. Louis. "Knowing the DNA sequence of genes does not automatically tell us everything about the proteins doing work in the cells."

"Identifying the rogue proteins of cancer is an important pathway toward developing new drugs," said co-author Dr. R. Reid Townsend, professor of medicine and director of the National Institutes of Health / National Institute of General Medical Sciences Biomedical Mass Spectrometry Resource at Washington University.

In this study, the researchers used mass spectrometry, a leading method for detecting, quantifying and characterizing proteins, to determine the proteins present in each of 24 patient-derived xenografts of breast tumors representing different breast cancer subtypes. In total, they identified nearly 10,000 proteins and their relative abundances across tumors.

"A substantial number of these proteins identified in the xenograft model are potential targets for drugs," said Ellis. "In addition, similar protein signatures were observed in breast cancer samples from patients, which suggests our approach has potential clinical relevance."

In selected patient-derived xenografts of breast tumors in which the researchers observed certain 'rogue proteins', targeting those proteins with specific inhibitors resulted in suppression of tumor growth in the xenograft model, thus validating their two-pronged approach to cancer treatment.

"Eventually, with this new approach scientists will be able to answer questions such as why a certain drug that induced one tumor to shrink in one patient did not affect the growth of a similar tumor in another patient," Ellis said. "The idea behind this approach is to find out what are the driving pathways of each person's cancer. Once we know these pathways, the next step is to use drugs to interrupt these pathways and lead to outcomes that are better than giving patients non-specific therapy. The mouse work is promising enough to adapt these technologies for real time analysis of patient samples so that clinical trials can be designed to test this new diagnostic and drug selection approach. The National Cancer Institute has agreed to invest in this next phase of the project."

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L'objectif de la thérapie contre le cancer est de détruire la tumeur ou l'empêcher de croître et de se propager à d'autres parties du corps. Pour atteindre cet objectif, une équipe de chercheurs de diverses institutions, dont le Baylor College of Medicine, la Washington University School of Medicine de St. Louis et le Broad Institute of MIT et Harvard, a développé une nouvelle façon d'aborder le traitement du cancer du . Tout d'abord, ils recherchent les protéines qui stimulent la croissance tumorale, puis testent dans les médicaments de laboratoire qui neutralisent potentiellement ces facteurs biologiques spécifiques. L'étude est publiée dans Nature Communications.

«Nous étudions ici le problème de la façon de concevoir des traitements anticancéreux plus efficaces avec une approche à deux volets», a déclaré Matthew Ellis, co-auteur principal, professeur et directeur du Lester and Sue Smith Breast Center et McNair Scholar chez Baylor. «Nous combinons les xénogreffes dérivés du patient et l'intégration protéogénomique».

Les xénogreffes dérivées d'un patient: un modèle de tumeur humaine dans un "contenant vivant"

Une xénogreffe dérivée d'un patient consiste en un échantillon d'une tumeur humaine transplantée dans une souris de laboratoire particulière.

«Nous cultivons des tumeurs humaines de patients directement chez les de souris de laboratoire parce que nous voulons imiter l'environnement naturel vivant que produisent les cellules tumorales - un cœur battant, des vaisseaux sanguins et d'autres structures biologiques - aussi naturel que possible. Pensent que cette approche offre une représentation plus proche de l'environnement de croissance de la tumeur pour étudier les médicaments contre le cancer que les cellules de plus en plus sur un plat de laboratoire en plastique ", a déclaré Ellis.

Dans les études précédentes, les chercheurs ont montré cette approche peut être réussie et que les xénogreffes dérivés de tumeurs du sein de patientes récapitulent la plupart des gènes exprimés et les protéines présentes dans les tumeurs du sein d'origine. En outre, les réponses des xénogreffes dérivées du patient de cancer du sein aux traitements médicamenteux ressemblent à celles observées chez le patient correspondant. Ces résultats suggèrent que les xénogreffes de tumeurs mammaires dérivées de patients sont des modèles potentiellement utiles pour identifier et tester des cibles pour la thérapie du cancer du sein.

Intégration protéogénomique: recherche des protéines et des gènes

Les cellules cancéreuses peuvent non seulement être différentes des cellules normales dans les types de gènes qu'elles expriment, mais également dans certaines des protéines qu'elles utilisent pour mener à bien leurs fonctions. Certaines protéines cancéreuses peuvent conduire des cellules normales dans un chemin qui mène au cancer et l'identification et la neutralisation de ces pilotes biologiques peuvent entraîner de meilleurs traitements. L'intégration protéogénomique permet aux chercheurs de regarder côte à côte les protéines présentes et les gènes exprimés dans la tumeur.

"Les protéines réalisent la plupart des fonctions biologiques dans la cellule", a déclaré le Dr Li Ding, co-auteur principal, professeur agrégé de médecine à la Washington University School of Medicine à St. Louis. "Connaître la séquence d'ADN des gènes ne nous dit pas automatiquement tout sur les protéines faisant du travail dans les cellules."

«Identifier les protéines déloyales du cancer est une voie importante vers le développement de nouveaux médicaments», a déclaré le co-auteur Dr. R. Reid Townsend, professeur de médecine et directeur des National Institutes of Health / Institut national des sciences médicales générales Biomedical Mass Spectrometry Resource À l'université de Washington.

Dans cette étude, les chercheurs ont utilisé la spectrométrie de masse, une méthode de pointe pour la détection, la quantification et la caractérisation des protéines, afin de déterminer les protéines présentes dans chacun des 24 xénogreffes dérivés du patient de tumeurs du sein représentant différents sous-types de cancer du sein. Au total, ils ont identifié près de 10 000 protéines et leur abondance relative à travers les tumeurs.

"Un nombre important de ces protéines identifiées dans le modèle xénogreffe sont des cibles potentielles pour les médicaments", a déclaré Ellis. "En outre, des signatures de protéines similaires ont été observées dans des échantillons de cancer du de patientes, ce qui suggère que notre approche a une pertinence clinique potentielle."

Dans certains xénogreffes de tumeurs du sein chez les patients, les chercheurs ont observé certaines «protéines déloyales», cibler ces protéines avec des inhibiteurs spécifiques a entraîné une suppression de la croissance tumorale dans le modèle de xénogreffe, validant ainsi leur double approche du traitement du cancer.

"Finalement, avec cette nouvelle approche, les scientifiques seront en mesure de répondre à des questions telles que pourquoi un certain médicament qui a induit une tumeur à rétrécir dans un patient n'a pas affecté la croissance d'une tumeur similaire chez un autre patient", a déclaré Ellis. Une fois que nous connaissons ces voies, la prochaine étape consiste à utiliser des médicaments pour interrompre ces voies et conduire à des résultats qui sont mieux que de donner des thérapies non spécifiques aux patients. Le travail sur la souris est suffisamment prometteur pour adapter ces technologies pour l'analyse en temps réel des échantillons de patients afin que les essais cliniques puissent être conçus pour tester cette nouvelle approche de diagnostic et de sélection des médicaments.Le National Cancer Institute a accepté d'investir dans cette prochaine phase de la projet."

Being diagnosed with a malignant brain tumor is devastating news for patients and their loved ones. Whereas some types of tumor respond well to treatment, others such as glioblastomas -- the most common and aggressive brain tumors -- are known to recur and progress within short times from the diagnosis. Patients diagnosed with this type of cancer, and who undergo current standard treatment, have a median survival of 16 months.

Based on recent information on the mechanisms of chemotherapy, a team of researchers of the McGill University Health Centre (MUHC) developed a new clinical approach to increase the efficiency of treatment in glioblastomas that increased the median survival to 22 months -- bringing much needed hope to those affected by this aggressive disease. The findings of this promising phase II clinical trial have been published in the International Journal of Radiology Oncology.

"Glioblastomas are very difficult to treat," explains Dr. George Shenouda, radio-oncologist at the MUHC and lead author of the study. "These tumors grow and spread quickly throughout the brain, making it very difficult to completely remove with surgery."

The standard treatment for glioblastomas consists of removing as much of the tumor as possible with surgery and then eliminating what is left through radiotherapy combined with chemotherapy. After surgery, patients need at least 4-5 weeks of recovery before starting radiotherapy. Unfortunately, during this recovery time any remaining cancer cells will continue to grow. To make matters more complicated, the remaining cancer cells, mainly cancer stem cells, can be more resistant to radiotherapy and chemotherapy.

With their new approach, the team of researchers added chemotherapy prior to radiotherapy, also called neo-adjuvant chemotherapy. Giving neo-adjuvant chemotherapy prevented the tumor from progressing during recovery and increased the patients' survival.

After the neo-adjuvant chemotherapy, the patients were then given accelerated radiotherapy. "We had better control over the tumor by giving patients the same overall dose of radiotherapy in fewer sessions and a shorter period of time. By doing this, we increased the efficacy of the treatment and we believe that in turn the treatment targeted the stem cells, which are the basis of recurrence. Reducing the radiotherapy sessions by one-third also alleviates the burden for patients. In addition, this represents a considerable cost reduction of delivery of treatment" says Dr. Shenouda.

Although additional research is required, the initial results are very promising. "Fifty per cent of the patients in our study have survived two years since their diagnosis -- this is very encouraging and we are very positive about the outcome," says Dr. Shenouda.

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Être diagnostiqué avec une tumeur cérébrale maligne est des nouvelles dévastatrices pour les patients et leurs proches. Alors que certains types de tumeur répondent bien au traitement, d'autres comme les glioblastomes - les tumeurs cérébrales les plus fréquentes et les plus agressives - sont connus pour se reproduire et progresser dans les courtes périodes à partir du diagnostic. Les patients diagnostiqués avec ce type de cancer, et qui subissent un traitement standard actuel, ont une survie médiane de 16 mois.

Sur la base d'informations récentes sur les mécanismes de la chimiothérapie, une équipe de chercheurs du Centre universitaire de santé McGill (CUSM) a élaboré une nouvelle approche clinique pour augmenter l'efficacité du traitement dans les glioblastomes qui a porté la survie médiane à 22 mois À ceux affectés par cette maladie agressive. Les résultats de cet essai clinique de phase II prometteur ont été publiés dans le Journal international de radiologie oncologique.

«Les glioblastomes sont très difficiles à traiter», explique le Dr George Shenouda, radio-oncologue au CUSM et auteur principal de l'étude. «Ces tumeurs se développent et se propagent rapidement à travers le cerveau, ce qui rend très difficile de supprimer complètement avec la chirurgie."

Le traitement standard pour les glioblastomes consiste à retirer autant de tumeur que possible avec la chirurgie, puis à éliminer ce qui reste à travers la radiothérapie combinée avec la chimiothérapie. Après la chirurgie, les patients ont besoin d'au moins 4-5 semaines de récupération avant de commencer la radiothérapie. Malheureusement, pendant ce temps de récupération, toutes les cellules cancéreuses restantes continueront à croître. Pour compliquer les choses, les cellules cancéreuses restantes, principalement les cellules souches cancéreuses, peuvent être plus résistantes à la radiothérapie et à la chimiothérapie.

Avec leur nouvelle approche, l'équipe de chercheurs a ajouté la chimiothérapie avant la radiothérapie, également appelée chimiothérapie néo-adjuvante. Le fait de donner une chimiothérapie néoadjuvante a empêché la tumeur de progresser pendant la récupération et a augmenté la survie des patients.

Après la chimiothérapie néoadjuvante, les patients ont ensuite reçu une radiothérapie accélérée. "Nous avons eu un meilleur contrôle de la tumeur en donnant aux patients la même dose globale de radiothérapie en moins de séances et un plus court laps de temps.En faisant cela, nous avons augmenté l'efficacité du traitement et nous croyons qu'à son tour le traitement ciblé les cellules souches , Qui sont à la base de la récurrence.Réduire les séances de radiothérapie d'un tiers soulage également la charge pour les patients.En outre, cela représente une réduction considérable des coûts de livraison de traitement ", explique le Dr Shenouda.

Bien que des recherches supplémentaires soient nécessaires, les premiers résultats sont très prometteurs. «Cinquante pour cent des patients de notre étude ont survécu deux ans après leur diagnostic - c'est très encourageant et nous sommes très positifs au sujet du résultat», dit le Dr Shenouda.

Mayo Clinic and University of Washington researchers have discovered a new culture method that unlocks the natural fighter function of immune T cells when they are passing through the bloodstream. This allows T cell armies to be raised directly from blood that naturally recognize and target proteins that are present on most human cancers. The results are published in the Feb. 14 issue of Oncotarget.

"Even though it is relatively easy to collect billions of T cells directly from patient blood, it has historically proved difficult or impossible to unleash those T cells' natural ability to recognize and target cancer cells," says Peter Cohen, M.D., a Mayo Clinic immunotherapist who co-led the study with Mayo Clinic immunologist Sandra Gendler, Ph.D., and University of Washington immunotherapist Nora Disis, M.D.

"Our method strictly employs natural signals to activate the immune blood cells outside the body," says Dr. Disis. "This gives rise to expanded armies of T cells, which specifically recognize proteins that are present on cancer cells and which can be reinfused into patients for therapeutic evaluations in future clinical trials."

The research team tested the method's ability to stimulate T cell responses against MUC1, a protein expressed by a large majority of patients' cancers, including breast, pancreatic, lung, colorectal, ovarian, kidney, bladder, and multiple myeloma. Also tested were HER2/neu, a protein present in one-quarter to half of many types of cancer, and CMVpp65, a protein present in half of primary brain tumors.

"Our culture method is similar to performing a vaccination procedure entirely outside the body, and it was successful for all three proteins," adds Dr. Gendler.

The researchers found that T cells traveling within the bloodstream naturally remained locked in a resting state unless they were exposed to natural alarm signals normally triggered only by serious infections. Once outside the body, however, the T cells could be exposed safely to such alarm signals to unleash their fighter function. When the T cell cultures also were exposed to MUC1, HER2/neu, CMVpp65 or other cancer-associated proteins, it only required three weeks to grow out natural T cell armies trained to recognize and target cancers expressing these proteins.

"The cancer-associated proteins we have tested so far already target the majority of human cancers, and it is likely that this culture method will extend to many additional proteins present on cancer cells," explains Dr. Gendler. Dr. Cohen adds, "We are pleased to help other investigators implement our culture method for their own cancer-associated proteins of interest."

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Les chercheurs de la Clinique Mayo et l'Université de Washington ont découvert une nouvelle méthode de culture qui déverrouille la fonction de chasse naturelle des cellules T immunitaires quand elles passent à travers la circulation sanguine. Cela permet à des armées de cellules T d'être produites directement à partir du sang qui reconnaitront naturellement et cibleront les protéines qui sont présentes sur la plupart des cancers humains. Les résultats sont publiés dans le numéro du 14 février d'Oncotarget.

«Même s'il est relativement facile de recueillir des milliards de cellules T directement du sang du patient, il a toujours été difficile ou impossible de libérer la capacité naturelle de ces cellules T pour reconnaître et de cibler les cellules cancéreuses», explique Peter Cohen, Immunothérapeute qui a co-dirigé l'étude avec l'immunologiste de Mayo Clinic Sandra Gendler, Ph.D., et l'immunothérapeute de l'Université de Washington Nora Disis, MD

«Notre méthode emploie strictement les signaux naturels pour activer les cellules de sang immunisées en dehors du corps», dit le Dr Disis. "Cela donne lieu à des armées élargies de cellules T, qui reconnaissent spécifiquement les protéines qui sont présentes sur les cellules cancéreuses et qui peuvent être réintroduites dans les patients pour les évaluations thérapeutiques dans de futurs essais cliniques.

L'équipe de recherche a testé la capacité de la méthode à stimuler les réponses des lymphocytes T contre MUC1, une protéine exprimée par une grande majorité de cancers du patient, y compris le cancer du , du , du , du , de l' , du , de la et du myélome multiple. On a également testé HER2 / neu, une protéine présente dans un quart à la moitié de nombreux types de cancer, et CMVpp65, une protéine présente dans la moitié des tumeurs cérébrales primaires.

«Notre méthode de culture est semblable à l'exécution d'une procédure de vaccination entièrement à l'extérieur du corps, et il a été efficace pour les trois protéines», ajoute le Dr Gendler.

Les chercheurs ont constaté que les lymphocytes T voyageant dans la circulation sanguine sont naturellement restés dans un état de repos à moins qu'ils aient été exposés à des signaux d'alarme naturelle normalement déclenchée uniquement par des infections graves. Une fois hors du corps, cependant, les cellules T pourraient être exposées en toute sécurité à ces signaux d'alarme pour libérer leur fonction de chasse. Lorsque les cultures de cellules T ont également été exposées à MUC1, HER2 / neu, CMVpp65 ou à d'autres protéines associées au cancer, il n'a fallu que trois semaines pour former des armées de cellules T naturelles formées pour reconnaître et cibler les cancers exprimant ces protéines.

«Les protéines associées au cancer que nous avons testées jusqu'ici visent déjà la majorité des cancers humains et il est probable que cette méthode de culture s'étendra à de nombreuses protéines supplémentaires présentes sur les cellules cancéreuses», explique le Dr Gendler. Dr. Cohen ajoute: «Nous sommes heureux d'aider d'autres chercheurs à mettre en œuvre notre méthode de culture pour leurs propres protéines associées au cancer."

Les équipes du CHU d’Angers ont réalisé la 1ère néphrectomie (ablation) partielle du avec occlusion hypersélective des vaisseaux irriguant la tumeur par voie endovasculaire.

L’intervention d’une durée d’environ une heure et demie au lieu des trois à quatre heures nécessaires habituellement, s’est déroulée dans la nouvelle salle hybride de l’établissement. Le patient qui a bénéficié de cette technique novatrice a pu sortir 2 jours après l’intervention sans aucune complication hémorragique et sa santé est tout à fait satisfaisante.

Cette technique a permis de réduire les pertes sanguines, les douleurs post-opératoires et la durée d’hospitalisation. Réalisée sous cœlioscopie, l’intervention consiste à introduire des « pinces » à travers de petites incisions cutanées, sans ouvrir la paroi abdominale afin de prélever une partie du rein (néphrectomie partielle). Pour limiter l’afflux de sang pendant cette incision, le chirurgien clampe l’artère reliée au rein en pinçant le principal vaisseau sanguin qui alimente l’organe.

Cette interruption momentanée peut faire souffrir le rein ; prolongée, elle peut provoquer des anomalies parfois définitives de la fonction rénale. Une fois la tumeur retirée, le chirurgien suture les petits vaisseaux qui irriguaient jusqu’alors les tissus. Cette étape complexe nécessite fréquemment de faire basculer la coelioscopie vers une chirurgie à ciel ouvert, avec une incision dans l’abdomen.

Pour contourner cet obstacle, les Docteur Pierre Bigot, de l’équipe du Professeur Abdel-Rahmene Azzouzi (chirurgie urologique) et Docteur Antoine Bouvier de l’équipe du Professeur Christophe Aubé (radiologie interventionnelle) du CHU d’Angers ont combiné leurs compétences et imaginé une solution thérapeutique inédite à l’échelle mondiale.

Cette technique s’effectue en deux temps au cours d’une seule et même intervention de néphrectomie rénale. Juste avant l’ablation de la tumeur, le radiologue interventionnel cathétérise l’artère rénale puis embolise, de l’intérieur, les vaisseaux sanguins alimentant la tumeur, tout en respectant les autres vaisseaux. Ainsi, seule la partie du rein à extraire sera dévascularisée. Le chirurgien ne touche pas à l’artère rénale. Le reste du rein continue d’être vascularisé, l’organe est préservé de façon optimale et le risque hémorragique est maîtrisé.

Cette technique a été rendue possible grâce à la salle hybride du CHU d’Angers et à sa très haute qualité d’imagerie. Pour ces gestes, un travail de fusion des images scanner est réalisé en amont, afin de repérer les vaisseaux à emprunter. Des images radiologiques 3D permettent au radiologue interventionnel d’effectuer une cartographie artérielle du rein et un repérage optimal de la tumeur.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Doctors have a powerful arsenal of cancer-fighting chemotherapy drugs to choose from, though a key challenge is to better target these drugs to kill tumors while limiting their potentially harmful side effects.

Now, researchers at the Department of Energy's Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) are helping to develop and test materials for a new device that can be inserted via a tiny tube into a vein and soak up most of these drugs like a sponge. That's after a separate tube delivers a more concentrated dose to tumors -- and before the drugs can widely circulate in the bloodstream.

Researchers say the drug-capture system could also potentially be applied to antibiotic treatments in combating dangerous bacterial infections while limiting their side effects.

From Fuel Cell to Cancer Treatment

X. Chelsea Chen, a postdoctoral researcher working in the Soft Matter Electron Microscopy program in Berkeley Lab's Materials Sciences Division, had been investigating polymer membranes--which help current to flow in a fuel cell that converts hydrogen and oxygen into electricity -- when she learned about the concept for this new type of medical device.

She saw that the proposed drug-capture device could benefit from the same property in the fuel cell material, which allows it to attract and capture certain molecules by their electric charge while allowing other types of molecules to flow through.

"We used to use this material for transporting protons in a fuel cell," Chen said. "I was really excited when I found out this could be used for chemotherapy -- this was branching out in a totally different direction." The polymer material includes polyethylene, which is strong and flexible and is used for garbage bags, and another polymer containing sulfonic acid, which has a negative electric charge.

Certain types of chemotherapy drugs, such as doxorubicin, which is used to treat liver cancer, have a positive charge, so the polymer material attracts and binds the drug molecules. "In our lab experiments, the current design can absorb 90 percent of the drug in 25-30 minutes," Chen said.

That is important, since an increasingly popular liver-cancer treatment, known as TACE, can allow up to half of the chemotherapy dose to reach the rest of the body even though it is intended to reduce its circulation.

Removing a toxin after tumor treatment

"Doxorubicin has been around for decades. It is very well understood, and it is also very toxic," said Steven Hetts, an associate professor of radiology at UC San Francisco and an interventional neuroradiologist at the UCSF Medical Center who conceived of the new treatment system, called ChemoFilter. "If you get exposed to too much, when it goes through the heart you can go into heart failure." So doctors are very careful with the dose.

Hetts specializes in treating eye tumors by navigating a tube, called a catheter, from the femoral artery in the thigh to the opthalmic artery that supplies blood to the affected eye, and pumping chemotherapy medication through the catheter to the tumor.

"You can get very high concentrations of that chemotherapy in the eye and relatively low concentrations in the rest of the body, but some will wash through the eye and into the veins in the head," Hetts said, "so you can have side effects from that."

Hetts began to question, "Is there a way to drain, to remove that excess drug before it has side effects? If you can remove a lot of the drug, you could escalate the dose of the drug you can give, for better tumor control and potentially a cure -- and you could basically eliminate any side effects.

"It occurred to me that maybe we could navigate a separate catheter into the vein that drains the blood, and have a material that binds up any excess chemotherapy," he said.

While the eye cancers he treats are rare -- there are several hundred children per year in the U.S. who are affected by this kind of tumor--he saw a parallel need to improve the treatment options for liver cancer, which is far more pervasive: It is the third-leading cause of cancer deaths globally, with an estimated half a million new cases each year.

Bringing a medical device from drawing board to market

In 2013 his staff reached out to Nitash Balsara, a senior scientist at Berkeley Lab and a chemical engineering professor at UC Berkeley and lead-PI of the Soft Matter Electron Microscopy program in Berkeley Lab's Materials Sciences Division, to pursue the idea, and Chen began to work on materials based on Hetts' concept. The research team received a patent for a ChemoFilter system in April.

The patented device features a nickel-titanium metal frame in a collapsible flower-petal array, attached to a thin polymer membrane that can be expanded out from a catheter to absorb a drug. In a preclinical study, a ChemoFilter device was inserted into a pig and was found to reduce the peak concentration of the chemotherapy drug doxorubicin by about 85 percent.

The device will hopefully find use in human cancer treatment within a couple of years, Hetts said.

Next-gen drug-capture devices

Chen and other researchers are also working on next-generation ChemoFilter devices that use a different mix of materials and different methods to remove drugs from the body, though those will likely take longer to receive federal approval for use.

Researchers at Caltech in Pasadena, Calif., are working to coat the ChemoFilter membranes with DNA segments that can bind with specific drug molecules. "DNA could be great to remove a lot of different chemotherapy drugs," Hetts said.

The membranes could also be designed to capture antibiotics to treat potentially deadly infections from anthrax and other bacteria, and there are many applications in veterinary medicine, too, he said.

Chen uses facilities at Berkeley Lab's Molecular Foundry to develop specialized polymers for ChemoFilter devices.

She also uses the Foundry's National Center for Electron Microscopy and conducts X-ray experiments at the lab's Advanced Light Source and SLAC National Accelerator Laboratory's Stanford Synchrotron Radiation Lightsource to study the nanostructure of the polymer materials she develops, and to better understand the drug-capture mechanism at microscopic scales and inform new designs.

"Without these awesome images from the Foundry and ALS, we wouldn't know how to optimize the performance of the materials," Chen said.

"We are actively searching for new materials and mechanisms" for the polymer membranes, she added. Researchers are exploring the use of 3-D-printed materials, for example, that can be coated with charged particles to attract and bind drug molecules.

A growth trend

Stephen Solomon, chief of Interventional Radiology Service at Memorial Sloan Kettering Cancer Center in New York, said the application of the TACE procedure has been increasing since the late '90s, and it has been shown to extend patient survival for those with liver cancer.

Solomon said he was familiar with the general concept of the ChemoFilter system: "One of the goals of any procedure involving chemotherapy is to minimize toxicity outside of the targeted organ, and the hope of this technology is to limit such toxicity."

Hetts said he looks forward to the development of more "cutting-edge" versions of ChemoFilter devices that are tailored to a wide range of treatments.

"This project has moved forward nicely and I'm really impressed," he said. "It's been a great experience in coming together to create these devices, and I'm looking forward to continuing it."


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Les médecins ont un puissant arsenal de médicaments de chimiothérapie anticancéreuses, mais un défi clé est de mieux cibler ces médicaments pour tuer les tumeurs tout en limitant leurs effets secondaires potentiellement dangereux.

Maintenant, les chercheurs du Département de Lawrence Berkeley National Laboratory de l'énergie (Berkeley Lab) aident à développer et test des materiau pour un nouveau dispositif qui peut être introduit par un petit tube dans une veine et vous imprégner de la plupart de ces médicaments comme une éponge. C'est après qu'un tube séparé ait délivré une dose plus concentrée à des tumeurs - et avant que les médicaments puissent largement circuler dans la circulation sanguine.

Les chercheurs disent que le système de saisi de médicaments  pourrait éventuellement être appliqué à des traitements antibiotiques dans la lutte contre les infections bactériennes dangereuses tout en limitant leurs effets secondaires.


X. Chelsea Chen, un chercheur postdoctoral travaillant dans le programme Matière Molle en Microscopie électronique dans la division Matériaux Sciences de Berkeley Lab, avait enquêté sur des membranes polymères - qui aident dans une pile à combustible qui convertit l'hydrogène et l'oxygène en électricité - quand elle appris sur le concept de ce nouveau type de dispositif médical.

Elle a vu que le dispositif de capture de médicament proposé pourrait bénéficier de la même propriété dans le matériau que la  pile à combustible, pour lui permettre d'attirer et de capturer certaines molécules par leur charge électrique tout en permettant à d'autres types de molécules à circuler à travers.

"Nous avons utilisé ce matériel pour le transport de protons dans une pile à combustible", a déclaré Chen. «Je suis vraiment excité quand j'ai découvert ce qui pourrait être utilisé pour la chimiothérapie - ceci a été ramification dans une direction totalement différente." Le matériau polymère comprend du polyéthylène, ce qui est fort et flexible et qui est utilisé pour sacs à ordures, et un autre polymère contenant de l'acide sulfonique, qui possède une charge électrique négative.

Certains types d'agents chimiothérapeutiques, tels que la doxorubicine, qui sont utilisés pour traiter le cancer du foie, ont une charge positive, de sorte que le matériau polymérique attire et lie les molécules du médicament. «Dans nos expériences de laboratoire, la conception actuelle peut absorber 90 pour cent de la médicament en 25-30 minutes", a déclaré Chen.

Cela est important, car un traitement du cancer du foie de plus en plus populaire, connu sous le nom TACE, peut permettre à la moitié de la dose de chimiothérapie d'atteindre le reste du corps, même si elle est destinée à réduire sa circulation.

Le retrait d'une toxine après le traitement de la tumeur

"La Doxorubicine a été dans le paysage depuis des décennies. Elle est très bien compris, et elle est également très toxique», a déclaré Steven Hetts, professeur agrégé de radiologie à l'UC San Francisco et une neuroradiologist interventionnelle au Centre Médical UCSF qui a conçu le nouveau traitement système, appelé ChemoFilter. "Si vous êtes exposé à trop, quand cela passe par le cœur, vous pouvez aller en insuffisance cardiaque." Donc, les médecins sont très prudents avec la dose.

Hetts est spécialisé dans le traitement des tumeurs oculaires en naviguant dans un tube appelé un cathéter de l'artère fémorale dans la cuisse à l'artère ophtalmique qui fournit le sang à l'oeil affecté, et le pompage de médicament de chimiothérapie à travers le cathéter à la tumeur.

"Vous pouvez obtenir des concentrations très élevées de cette chimiothérapie dans les yeux et des concentrations relativement faibles dans le reste du corps, mais des médicaments passeront à travers l'œil et dans les veines de la tête," Hetts dit, "de sorte que vous pouvez avoir des effets secondaires à partir de cela."

Hetts a commencé à poser des questions, "Est-il possible de drainer, de supprimer ce médicament en excès avant qu'il ait des effets secondaires? Si vous pouvez retirer beaucoup du médicament, vous pourriez augmenter la dose du médicament que vous pouvez donner, pour un meilleur contrôle de la tumeur et potentiellement l'éliminer - et vous pourriez essentiellement éliminer les effets secondaires.

"Il me semble que nous pourrions poser un cathéter séparé dans la veine qui draine le sang, et avoir un matériau qui se lie à toute chimiothérapie excès," dit-il.

Alors que les cancers de l'œil qu'il traite sont rares - il y a plusieurs centaines d'enfants par an aux États-Unis qui sont touchés par ce genre de tumeur - il a vu un besoin parallèle pour améliorer les options de traitement pour le cancer du foie, qui est beaucoup plus répandue: C'est la troisième principale cause de décès par cancer dans le monde, avec environ un demi-million de nouveaux cas chaque année.

Apporter un dispositif médical de planche à dessin au marché

En 2013 son personnel demanda à Nitash Balsara, le chercheur principal à Berkeley Lab et un professeur de génie chimique à l'Université de Berkeley de poursuivre l'idée, et Chen a commencé de travailler sur des matériaux à base sur le concept de Hetts. L'équipe de recherche a reçu un brevet pour un système de ChemoFilter en Avril.

Le dispositif breveté comporte une armature métallique de nickel-titane dans une matrice à pétales de fleur pliable, attaché à une membrane mince de polymère qui peut être étendu à partir d'un cathéter à absorber un médicament. Dans une étude préclinique, un dispositif de ChemoFilter a été inséré dans un porc et on a constaté pour réduire la concentration de pic du médicament de chimiothérapie doxorubicine d'environ 85 pour cent.

L'appareil espère trouver une utilisation dans le traitement du cancer humain d'ici d'un couple d'années, selon Hetts.

dispositifs de capture de médicaments Next-gen

Chen et d'autres chercheurs travaillent également sur des dispositifs de ChemoFilter de prochaine génération qui utilisent une combinaison différente de matériaux et des méthodes différentes pour éliminer les médicaments du corps, bien que ceux-ci qui prendront probablement plus de temps pour recevoir l'approbation fédérale d'utilisation.

Les chercheurs de Caltech à Pasadena, en Californie., Travaillent pour revêtir les membranes ChemoFilter avec des segments d'ADN qui peuvent se lier à des molécules spécifiques du médicament. «L'ADN pourrait être de grande utilité pour supprimer un grand nombre de différents médicaments de chimiothérapie», a déclaré Hetts.

Les membranes peuvent également être conçus pour capturer des antibiotiques pour traiter des infections potentiellement mortelles de la maladie du charbon et d'autres bactéries, et il existe de nombreuses applications en médecine vétérinaire, aussi, dit-il.

Chen utilise des installations de Berkeley Lab Molecular Foundry pour développer des polymères spécialisés pour les dispositifs de ChemoFilter.

Elle utilise également Centre National de microscopie électronique et mène des expériences de rayons X chez Advanced Light Source du laboratoire et du SLAC National Accelerator Laboratory Stanford Synchrotron Radiation Lightsource pour étudier la nanostructure des matériaux polymères qu'elle développe, pour mieux comprendre le mécanisme de capture de médicament à l'échelle microscopique et s'informer de nouveaux designs.

"Sans ces images impressionnantes de Foudry et la SLA, nous ne saurions pas comment optimiser la performance des matériaux", a déclaré Chen.

"Nous sommes activement à la recherche de nouveaux matériaux et mécanismes" pour les membranes polymères, at-elle ajouté. Les chercheurs étudient l'utilisation de matériaux imprimés en 3-D, par exemple, peut être revêtue avec des particules chargées pour attirer et se lier à des molécules de médicament.

Une tendance en croissance

Stephen Solomon, chef de interventionnelle service de radiologie au Memorial Sloan Kettering Cancer Center à New York, a déclaré que l'application de la procédure de TACE a augmenté depuis les fin des années 90, et il a été montré pour prolonger la survie des patients qui ont un cancer du .

Solomon a dit qu'il était familier avec le concept général du système ChemoFilter: «L'un des objectifs de toute procédure impliquant la chimiothérapie est de minimiser la toxicité à l'extérieur de l'organe ciblé, et l'espoir de cette technologie est de limiter cette toxicité."

Hetts a dit qu'il attend avec impatience le développement de plusieurs versions "de pointe" de dispositifs ChemoFilter qui sont adaptés à un large éventail de traitements.

«Ce projet a bien avancé et je suis vraiment impressionné," at-il dit. «Ça a été une grande expérience de venir ensemble pour créer ces dispositifs, et je suis impatient de poursuivre."

Un groupe de chercheurs basé à Montréal a dévoilé, mardi, une technique qui permettrait d'approfondir les recherches sur le cancer et d'autres maladies.
Des scientifiques associés au Centre intégré universitaire de santé et de services sociaux de l'Est-de-l'Île-de-Montréal (CIUSSS-Est) ont élaboré une méthode unique pour procéder au marquage instantané et spécifique de cellules individuelles.
Les travaux font partie d'une «nouvelle génération de technologies qui pourrait transformer notre vision de maladies telles que le cancer, où des cellules uniques, cachées parmi des millions d'autres, jouent un rôle déterminant», a affirmé la Dre Claudia Kleinman par communiqué.
Pour marquer les cellules une à une, les chercheurs utilisent un laser en guise de pinceau. Après les avoir isolées, des technologies de pointe sont utilisées pour examiner à l'échelle moléculaire ce que les cellules choisies avaient de particulier.
Le marquage des cellules par photoblanchiment deviendra un allié précieux de la recherche scientifique, prédisent les chercheurs. Les résultats de leurs travaux sont d'ailleurs publiés dans la prestigieuse revue Nature Communications.
La technique a de nombreux avantages, étant non invasive, peu coûteuse et accessible à n'importe quel chercheur disposant d'un microscope standard.
Elle survient aussi à un moment où les études génétiques de cellules isolées sont possibles, précisent les scientifiques.
«Nous avons mis au point un outil qui nous permet, pour la première fois, d'associer ce que nous observons au microscope avec des signatures moléculaires détaillées de cellules individuelles», a ajouté le Dr Santiago Costantino, qui a dirigé les recherches.

For women with the most common type of breast cancer, a new way to analyze magnetic resonance images (MRI) data appears to reliably distinguish between patients who would need only hormonal treatment and those who also need chemotherapy, researchers from Case Western Reserve University report.

The analysis may provide women diagnosed with estrogen positive-receptor (ER-positive) breast cancer answers far faster than current tests and, due to its expected low cost, open the door to this kind of testing worldwide.

The research is published in the journal Nature Scientific Reports.

"In the United States, nearly 70 percent of all breast cancer patients are diagnosed with ER-positive, but the majority don't need chemotherapy," said Anant Madabhushi, biomedical engineering professor at Case Western Reserve and research leader.

"Until about 15 years ago, doctors had no way of telling aggressive cancer from non-aggressive, so the majority of women got chemotherapy, which can produce very harsh side effects," he said.

Since then, a genomic test for differentiating between aggressive and nonaggressive cancer was developed. The test requires doctors to send a biopsy sample to a company that analyzes it and assigns a risk score that the doctors then use to guide treatment.

"The test is used frequently in the United States, but it destroys tissue, requires shipping and costs about $4,000," said Madabhushi, who is a member of the Case Comprehensive Cancer Center. "The cost puts the test out of reach for people in middle- and low-income countries."

Data mining

Madabhushi's team, which employs big data to study disease, thought they might find useful signals to discern aggressive ER-positive from indolent by mining radiologic data from MRIs.

They analyzed images of 96 ER-positive cancer patients scanned at a hospital in Cleveland or Boston. Each woman had undergone what's called a "dynamic contrast enhanced MRI," which produces images of tissues as they take up a contrast agent. Each woman had also undergone the genomic test.

Because intensity values regularly used to analyze tissues vary by scanner, the researchers needed a different way to search for signals distinguishing the two categories of patients.

• They discovered differences in gene expression -- molecular changes that appeared as changes in textural patterns in the images.

• They converted the dynamic texture changes into quantitative measurements and used differences in the measurements to determine which patients needed chemotherapy and which did not.

In 85 percent of the cases, the conclusions matched those of the genomic test.

"We think the dynamic texture data is robust and reliable," Madabhushi said. "It allows us to compare apples to apples."

Potential advantages

He expects the test, if further trials validate it, would cost "pennies on the dollar, compared to the $4,000 test."

For the patient, the test requires an MRI scan, which many doctors already prescribe for those newly diagnosed with cancer. "So the test, for many, doesn't require the cost of a scan," Madabhushi said.

He said a computer and program are the tools needed. No tissue would be shipped. Instead of waiting a week or two for results, the wait would be minutes, reducing the stress on patients and allowing them to quickly start treatment, the researchers say.

"With cloud computing and data warehousing, we can analyze images coming in from anywhere in the world, "Madabhushi said. "It breaks down geographic boundaries because everything is electronically transmitted."

The researchers are seeking funding to evaluate the test further. They want to look at the outcomes for the 96 patients to try to determine how accurately this test and the genomic test predicted who needed chemotherapy and who didn't. They plan to test scans from more sites to see if the results hold up.

Madabhushi said even if the MRI test proves to make accurate predictions only for patients at extremely low or extremely high need for chemotherapy, the analysis would still serve 30 to 40 percent of patients.


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Pour les femmes avec le type le plus commun de cancer du , une nouvelle façon d'analyser les données images de résonance magnétique (IRM) semble une distinction fiable entre les patients qui auraient besoin de seulement un traitement hormonal et ceux qui ont besoin également la chimiothérapie, les chercheurs du rapport de l'Université Case Western Reserve.

L'analyse peut fournir aux femmes diagnostiquées avec un cancer du sein positif aux récepteurs d'oestrogène des réponses beaucoup plus rapidement que les tests actuels (ER-positif) et, en raison de son faible coût prévu, ouvrir la porte à ce genre de tests dans le monde entier.

La recherche est publiée dans la revue Nature rapports scientifiques.

"Aux États-Unis, près de 70 pour cent de tous les patientes atteintes de cancer du sein sont diagnostiquées avec ER-positif, mais la majorité n'a pas besoin de chimiothérapie», a déclaré Anant Madabhushi, professeur de génie biomédical à la Case Western Reserve et le leader de la recherche.

"Jusqu'à il y a environ 15 ans, les médecins ont eu aucun moyen de distimguer entre les cancera agressifa des non-agressifs, de sorte que la majorité des femmes ont eu une chimiothérapie, ce qui peut produire des effets très secondaires sévères," at-il dit.

Depuis lors, un test génomique pour différencier entre le cancer agressif et non agressif a été développé. Le test exige médecins d'envoyer un échantillon de biopsie à une entreprise qui analyse et attribue un score de risque que les médecins utilisent ensuite pour guider le traitement.

"Le test est fréquemment utilisé aux États-Unis, mais il détruit les tissus, nécessite une expédition et coûte environ 4000 $», a déclaré Madabhushi, qui est membre de l'affaire Comprehensive Cancer Center. "Le coût du test le met hors de portée pour les personnes dans les pays à faible et moyen revenu."

L'exploration de données

L'équipe de Madabhushi, qui emploie de grandes données pour étudier la maladie, pensait qu'ils pourraient trouver des signaux utiles de discerner l'agressivité d'un ER-positif d'un indolent par l'exploration de données radiologiques de l'IRM.

Ils ont analysé des images de 96 patients atteints de cancer ER-positif numérisés dans un hôpital de Cleveland ou Boston. Chaque femme avait subi ce qu'on appelle un "contraste dynamique IRM», qui produit des images de tissus car ils prennent un agent de contraste. Chaque femme avait également subi le test génomique.

Parce que les valeurs d'intensité régulièrement utilisées pour analyser les tissus varient par scanner, les chercheurs ont besoin d'une manière différente à rechercher des signaux distinguant les deux catégories de patients.

• Ils ont découvert des différences dans l'expression des gènes - des changements moléculaires qui sont apparus comme des changements dans les modes de texture dans les images.

• Ils ont converti les changements de texture dynamiques dans des mesures quantitatives et utilisés différences dans les mesures pour déterminer quels patients nécissitait une chimiothérapie qui n'avait pas été faite.

Dans 85 pour cent des cas, les conclusions correspondaient à celles du test génomique.

"Nous pensons que les données dynamiques de la texture est robuste et fiable", a déclaré Madabhushi. "Il nous permet de comparer des pommes avec des pommes."

Les avantages potentiels

Il attend le test, si d'autres essais valider, coûterait "des sous sur le dollar, par rapport au test de 4000 $."

Pour le patient, le test nécessite une IRM, que de nombreux médecins prescrivent déjà pour celles nouvellement diagnostiqués avec le cancer. "Donc, le test, pour beaucoup, ne nécessite pas le coût d'une analyse", a déclaré Madabhushi.

Il a dit un ordinateur et le programme sont les outils nécessaires. Aucun tissu serait expédié. Au lieu d'attendre une semaine ou deux pour obtenir des résultats, l'attente serait question de minutes, ce qui réduit le stress sur les patients et de leur permettre de commencer rapidement le traitement, disent les chercheurs.

"Avec le cloud computing et l'entreposage de données, nous pouvons analyser les images venant de partout dans le monde", a déclaré Madabhushi. "Les frontières géographiques se défont parce que tout est transmis par voie électronique."

Les chercheurs sont à la recherche de financement pour évaluer le test encore plus. Ils veulent regarder les résultats pour les 96 patients pour tenter de déterminer la précision avec ce test et le test génomique prédit qui avait besoin d'une chimiothérapie et qui n' en avait pas besoin. Ils envisagent de tester les analyses de plusieurs sites pour voir si les résultats résistent.

Madabhushi a dit que même si le test IRM révèle faire des prédictions précises que pour les patients au besoin très faible ou très élevée pour la chimiothérapie, l'analyse serait encore servir 30 à 40 pour cent des patients.

Biomedical engineering researchers have developed a technique for creating microscopic "depots" for trapping drugs inside cancer tumors. In an animal model, these drug depots were 10 times more effective at shrinking tumors than the use of the same drugs without the depots.

Some anti-cancer drugs are most effective outside of cancer cells. For example, the anti-cancer drug TRAIL attacks a cancer cell's cell membrane, while another drug, cilengitide, inhibits the growth of blood vessels around a tumor, starving it of nutrients.

To improve the effectiveness of these drugs, scientists want to both prevent them from being absorbed into the cancer cells and prevent them from being washed away from the tumor site by the circulatory system.

"We have now found a way to do both, by creating micro-scale depots of these drugs inside a tumor," says Zhen Gu, corresponding author of a paper on the work and an assistant professor in the joint department of biomedical engineering at North Carolina State University and the University of North Carolina at Chapel Hill.

The researchers begin by creating a drug cocktail of TRAIL and cilengitide, then wrap the cocktail in a "nanocarrier" that is 100 nanometers (nm) in diameter. The nanocarrier is then studded with human serum albumin (HSA), an abundant protein in human blood.

The 100-nm nanocarrier is also studded with smaller nanocapsules -- only 10 nm in diameter -- that are made of a hyaluronic acid gel and contain an enzyme called transglutaminase (TG). The nanocarriers are then injected into the blood stream.

Some cancer tumors produce large quantities of an enzyme called hyaluronidase, which breaks up hyaluronic acid. So, when the nanocarriers enter a cancer tumor, the hyaluronidase dissolves the small hyaluronic acid gel nanocapsules on their surface. This releases the TG enzymes, which help to connect the HSA proteins studding the surface of other nanocarriers, creating a cross-linked drug depot inside the tumor.

The size of the cross-linked depot largely prevents it from being absorbed by individual cancer cells or from being quickly swept away in the bloodstream. In addition, the TG can also help nanocarriers bind to other proteins in the tumor, helping to hold the depot in place.

The environment inside the tumor is also more acidic than its surroundings, and this acidity slowly breaks down the nanocarriers.

"This ensures a gradual, sustained release of the TRAIL and cilengitide into the tumor environment, maximizing the effectiveness of the drugs," Gu says.

The researchers evaluated this technique using breast cancer tumors in mice.

"We found that the use of cross-linked depots to deliver TRAIL and cilengitide shrunk tumors tenfold more than the use of the same dose of those drugs using conventional techniques," says Quanyin Hu, lead author of the paper and a Ph.D. student in the joint biomedical engineering department at NC State and UNC-Chapel Hill.

"This is a proof-of-concept study and additional work needs to be done to develop the technique," Gu says. "But it is promising, and we think this strategy could also be used for cancer immunotherapy. We would need to do more work in an animal model before pursuing clinical trials."

Gu also notes that it is too early to estimate costs associated with the technique.

"We're in the early stages of developing this technique, and we're trying to make the process simpler and more effective -- which would drive down manufacturing costs," Gu says. "That makes it difficult to estimate what the potential cost might be.

"And while we don't foresee any significant health risks beyond those posed by whatever drugs are being delivered, one reason we do animal and clinical trials is to identify any unforeseen risks."

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Les chercheurs en ingénierie biomédicale ont développé une technique pour créer des "dépôts" microscopiques pour piéger des médicaments à l'intérieur de tumeurs cancéreuses. Dans un modèle animal, ces dépôts de médicaments étaient 10 fois plus efficaces pour le rétrécissement des tumeurs que l'utilisation des mêmes médicaments sans ces dépôts.

Certains médicaments anti-cancéreux les plus efficaces à l'extérieur des cellules cancéreuses. Par exemple, le médicament anti-cancer TRAIL attaque la membrane cellulaire d'une cellule cancéreuse, tandis qu'un autre médicament, cilengitide, inhibe la croissance de vaisseaux sanguins autour d'une tumeur, la privant d'éléments nutritifs.

Pour améliorer l'efficacité de ces médicaments, les scientifiques veulent la fois les empêcher d'être absorbés dans les cellules cancéreuses et les empêcher d'être drainés en dehors du site de la tumeur par le système circulatoire.

"Nous avons maintenant trouvé une façon de faire à la fois, par la création de dépôts de micro-échelle de ces médicaments à l'intérieur de la tumeur», explique Zhen Gu, auteur correspondant d'un document sur le travail et un professeur assistant dans le département conjointe d'ingénierie biomédicale à Nord Carolina State University et de l'Université de Caroline du Nord à Chapel Hill.

Les chercheurs commencent par créer un cocktail de médicaments de TRAIL et Cilengitide, puis enveloppent le cocktail dans un "nanocarrier" qui est de 100 nanomètres (nm) de diamètre. Le nanocarrier est ensuite parsemé de sérum-albumine humaine (HSA), une protéine abondante dans le sang humain.

Le nanocarrier (nanoconvoyeur...) de 100 nm est également parsemée de petites nanocapsules - seulement 10 nm de diamètre - qui sont faites d'un gel d'acide hyaluronique et contiennent une enzyme appelée transglutaminase (TG). Les nanosupports sont ensuite injectés dans le flux sanguin.

Certaines tumeurs cancéreuses produisent de grandes quantités d'une enzyme appelée hyaluronidase, qui décompose l'acide hyaluronique. Donc, quand les nanosupports entrer une tumeur cancéreuse, l'hyaluronidase dissout les petites nanocapsules de gel d'acide hyaluronique sur leur surface. Cela libère les enzymes TG, qui aident à relier les protéines HSA à la surface d'autres nanosupports, la création d'un dépôt du médicament à l'intérieur de la tumeur.

La taille du dépôt réticulé l'empêche en grande partie d'être absorbé par les cellules cancéreuses individuelles ou d'être balayé rapidement dans la circulation sanguine. En outre, la TG peut aussi aider les nanosupports à se lier à d'autres protéines dans la tumeur, en aidant à maintenir le dépôt en place.

L'environnement à l'intérieur de la tumeur est également plus acide que ses environs, et cette acidité décompose lentement les nanosupports.

"Cela garantit, une libération progressive et soutenue de TRAIL et cilengitide dans l'environnement de la tumeur, maximisant l'efficacité des médicaments», dit Gu.

Les chercheurs ont évalué cette technique en utilisant des tumeurs du cancer du sein chez la souris.

"Nous avons constaté que l'utilisation des dépôts réticulés avec la livraison de TRAIL et de Cilengitide rétrécit les tumeurs dix fois plus que l'utilisation de la même dose de ces médicaments en utilisant des techniques classiques,» dit QuanYin Hu, auteur principal de l'article et d'un doctorat étudiant dans le département de génie biomédical conjointe à NC State et UNC-Chapel Hill.

"Ceci est une étude de preuve de concept et du travail supplémentaire doit être fait pour développer la technique», dit Gu. "Mais c'est prometteur, et nous pensons que cette stratégie pourrait également être utilisée pour l'immunothérapie du cancer. Nous aurions besoin de faire plus de travail dans un modèle animal avant de poursuivre les essais cliniques."

Gu note également qu'il est trop tôt pour estimer les coûts associés à la technique.

«Nous sommes dans les premiers stades de développement de cette technique, et nous essayons de rendre le processus plus simple et plus efficace - ce qui diminuerait les coûts de fabrication», dit Gu. "Cela rend difficile d'estimer ce que le coût potentiel pourrait être.

"Et tandis que nous ne prévoyons pas de risques importants pour la santé au-delà de ceux posés par tous les médicaments existants, l'une des raisons pourquoi nous faisons des essais cliniques et sur des animaux est justement d'identifier les risques imprévus."

UK-funded scientists have developed a blood test that could help pair cancer patients with the most suitable therapy for their disease and then track the tumour's progress to see if the treatment is working, according to research published in Clinical Cancer Research.

Using the blood test throughout a patient's treatment gives a 'running commentary' of what is happening to tumours -- giving scientists the lowdown on how well the treatment is working, how the cancer is changing and whether it is becoming resistant to treatment. It is the first time a blood test has been used in this way during clinical trials of targeted drugs, proving that the technique can monitor cancer simply and quickly.

The scientists and clinicians, from The Institute of Cancer Research, London, and The Royal Marsden in London, looked at almost 160 blood samples from 39 cancer patients with different types of late-stage cancer.

The test filters out tumour DNA from a patient's blood to be analysed for genetic faults. Based on the results, researchers can match the faults to targeted cancer treatments which then home in on cancer cells carrying these mistakes.

Tumour samples, known as biopsies, are usually only taken at the beginning of treatment, meaning that doctors may be using out-of-date information about how the genetic makeup of a patient's disease is changing in response to treatment. But this approach could provide real-time updates, as well as helping doctors identify patients who are suitable for clinical trials of new drugs.

Study leader Professor Johann de Bono, from The Institute of Cancer Research, London, and The Royal Marsden, said: "Tumours and the gene faults that drive them are unique and constantly evolving. It's crucial that we understand these changes so doctors can choose the best treatments for each patient.

"We need to do more research, but this approach could have a huge impact on how we make treatment decisions, also potentially making diagnosis and treatment quicker, cheaper and less invasive."

Dr Kat Arney, Cancer Research UK's science information manager, said: "Blood tests like these are the future of cancer treatment and this study proves that they can work in practice -- helping us to diagnose, analyse and monitor tumours more easily.

"Thanks to research like this we're developing new ways to shake the genetic foundations that underpin cancer and save more lives."


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Des scientifiques britanniques financés ont développé un test sanguin qui pourrait aider les patients atteints de cancer d'avoir le traitement le plus approprié pour leur maladie, puis de suivre les progrès de la tumeur pour voir si le traitement est efficace, selon une recherche publiée dans Clinical Cancer Research.

En utilisant le test sanguin dans le traitement d'un patient, cela donne un «commentaire courant» de ce qui se passe avec les tumeurs - donnant aux scientifiques la verité sur la façon dont le traitement est efficace, la façon dont le cancer est en train de changer et s'il est de plus en plus résistant aux traitements. C'est est la première fois qu'une analyse de sang a été utilisé de cette façon au cours des essais cliniques de médicaments ciblés, prouvant que la technique peut contrôler le cancer, simplement et rapidement.

Les scientifiques et les cliniciens, de l'Institut de recherche sur le cancer, Londres et Le Royal Marsden à Londres, ont regardé près de 160 échantillons de sang de 39 patients atteints de cancer avec différents types de cancer à un stade avancé.

Le test filtre la tumeur du sang d'un patient pour analyser les défauts génétiques. Basé sur les résultats, les chercheurs peuvent faire correspondre des failles à des traitements ciblés contre le cancer qui cible ensuite sur les cellules cancéreuses porteuses de ces erreurs.

Les échantillons tumoraux, connus comme les biopsies, ne sont généralement prises au début du traitement, ce qui signifie que les médecins peuvent utiliser des informations non-à-jour sur la façon dont la composition génétique de la maladie d'un patient est en train de changer en réponse au traitement. Mais cette approche pourrait fournir des mises à jour en temps réel, ainsi que d'aider les médecins à identifier les patients qui sont appropriés pour les essais cliniques de nouveaux médicaments.

Le chef de file de l'étude, le professeur Johann de Bono, de l'Institut de recherche sur le cancer, à Londres, et le Royal Marsden, a déclaré: "Les tumeurs et les défauts des gènes qui les animent sont uniques et en constante évolution Il est crucial que nous comprenions ces changements afin que les médecins puissent choisir les meilleurs traitements pour chaque patient.

Le géant informatique américain IBM a annoncé mardi un partenariat avec 14 cliniques et instituts américains spécialisés dans le traitement du cancer, qui vont utiliser son super-ordinateur Watson pour accélérer des analyses d'ADN et déterminer des soins personnalisés pour leurs patients.

Quand on utilise la médecine génomique pour traiter le cancer, «on prend un morceau de la tumeur et on la séquence» génétiquement, a expliqué lors d'une conférence de presse à New York Norman Sharpless, directeur du Lineberger Comprehensive Cancer Center de l'université de Caroline du Nord, qui participe au programme.

Le problème ensuite est de «tirer de la signification de ces données» en déterminant les mutations importantes, «c'est là que Watson nous aide», a-t-il ajouté.

Là où des médecins passeraient des semaines à étudier chaque mutation et la littérature scientifique existante, Watson est en effet capable d'arriver à des conclusions «en quelques minutes», assure IBM, faisant valoir que cela pourrait permettre de faire bénéficier davantage de patients de ces traitements accessibles pour l'instant seulement à quelques-uns.

IBM avait lancé Watson dans la médecine génomique il y a un peu plus d'un an, avec un programme impliquant au départ le New York Genome Center (NYGC) et une forme particulière de cancer du cerveau.

Le nombre d'instituts participant est désormais beaucoup plus élevé, et appelé à encore s'élargir à d'autres centres de traitement plus tard cette année. Ils vont en outre utiliser Watson pour tous types de cancer: lymphomes, mélanomes, cancer du pancréas, des ovaires, du cerveau, du poumon, du sein ou colorectal, énumère le groupe informatique.

L'annonce a été faite dans le cadre d'une conférence organisée mardi et mercredi par IBM à New York, «World of Watson» pour mettre en avant les capacités et opportunités offertes par son super-ordinateur.

Une équipe d’ingénieurs et de médecins américains a développé chez l'animal un dispositif qui permet au chirurgien de détecter, en temps réel, la présence de tissu cancéreux lors de l’ablation d’une tumeur. Comme le souligne le professeur Aaron Mohs, spécialiste en médecine régénérative à Wake Forest Baptist Medical Center et co-inventeur de la technique : "Au cours d'une intervention, l’un des buts du chirurgien est de s’assurer de ne laisser aucune cellule cancéreuse dans le tissu environnant afin de réduire le taux de récidive. Nous avons donc essayé d'imaginer un système qui puisse fournir en temps réel au chirurgien une information sur la présence de cellules cancéreuses résiduelles dans son champ opératoire."

Concrètement, ce système combine un colorant vert d’indocyanine fluorescent qui localise les tumeurs avec un système d’imagerie en temps réel. Le système d’imagerie est composé de trois caméras localisées au-dessus du champ opératoire. Les images enregistrées par les deux systèmes sont traitées pour afficher une image composite via un écran présent dans la salle d’opération.

Cette technique permet de distinguer très nettement les tissus sains et ceux qui contiennent des cellules cancéreuses. Il suffit au chirurgien de pointer son laser vers une zone précise pour vérifier instantanément la présence éventuelle de cellules tumorales.

"Les techniques actuellement utilisées lors d’une intervention chirurgicale peuvent prendre jusqu’à 20 minutes et se concentrent exclusivement sur la tumeur à enlever, non sur les tissus aux alentours", poursuit le Professeur Mohs. Ce système a déjà fait l'objet d'essais cliniques sur l'animal et la prochaine étape consistera à expérimenter ce dispositif sur le carcinome canalaire invasif humain.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Cancer therapy can be much more effective using a new way to customize nuclear medicine treatment, researchers say in the December 2014 issue of The Journal of Nuclear Medicine. The process could also be useful for other diseases that could benefit from targeted radiation.

Targeted therapy with radiopharmaceuticals--radioactive compounds used in nuclear medicine for diagnosis or treatment--has great potential for the treatment of cancer, especially for cancer cells that have migrated from primary tumors to lymph nodes and secondary organs such as bone marrow. These disseminated tumor cells can be difficult to treat with a single targeting agent because there are dramatic differences in the number of targetable receptors on each cell.

In the study, breast cancer cells were treated with different concentrations of a cocktail of four fluorochrome-conjugated monoclonal antibodies. The amount of each antibody bound to each cell was determined using flow cytometry. Formulas were developed to "arm" the antibodies with the desired radionuclide and activity, calculate the absorbed dose to each cell, and perform a simulation of the surviving fraction of cells after exposure to cocktails of different antibody combinations. Simulations were performed for three alpha-particle emitters.

"Our approach moves radiation treatment planning for cancer therapy from the tumor level to the molecular and cellular level, with nuclear medicine serving as the treatment engine," stated Roger Howell, Ph.D., lead researcher. "The concepts are not restricted to cancer therapy but can be applied more widely to other diseases that may benefit from a targeted approach with cocktails of radiopharmaceuticals. The approach can also be extended to cocktails consisting of radiopharmaceuticals and non-radioactive agents."

The effect of the radiopharmaceutical cocktails was compared to that of single antibodies. In certain activities, cocktails outperformed single antibodies by a factor of up to 244. These findings suggest that targeted alpha therapy can be improved with customized radiolabeled antibody cocktails. Depending on the antibody combination and specific activity of the radiolabeled antibodies, cocktails can provide a substantial advantage in tumor cell killing. The methodology used in this analysis provides a foundation for pretreatment prediction of tumor cell survival in the context of personalized cancer therapy.

"This method is preferable, as it accounts for behavior of the drugs in the patient's body," Howell continues. "The beauty of either approach for planning a treatment is that the patient is not subjected to any radiopharmaceutical injections during the planning phase, which uses only fluorescent-labeled drugs. The patient is not injected with radiopharmaceuticals until the treatment phase, whereupon only a cocktail specifically optimized for that individual is administered. This spares the patient from receiving ineffective cocktails that may damage normal tissues and prevent further treatment."

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Le traitement du cancer peut être beaucoup plus efficace en utilisant une nouvelle façon de personnaliser le traitement de la médecine nucléaire, les chercheurs disent dans le numéro de Décembre 2014 Le Journal of Nuclear Medicine. Le procédé pourrait également être utile pour d'autres maladies qui pourraient bénéficier de rayonnement ciblé.

La thérapeutique ciblée avec des produits radiopharmaceutiques - i.e. des molécules radioactivess utilisées en médecine nucléaire pour le diagnostic ou le traitement - a un grand potentiel pour le traitement du cancer, en particulier pour les cellules cancéreuses qui ont migré à partir de tumeurs primaires vers les ganglions lymphatiques et les organes secondaires comme la moelle osseuse. Ces cellules tumorales disséminées peuvent être difficiles à traiter avec un agent de ciblage unique parce qu'il y a des différences spectaculaires dans le nombre de récepteurs qui peuvent être ciblés sur chaque cellule.

Dans l'étude, des cellules de cancer du sein ont été traitées avec différentes concentrations d'un cocktail de quatre anticorps monoclonaux conjugués à un fluorochrome. La quantité de chaque anticorps lié à chaque cellule est déterminée en utilisant la cytométrie en flux. Des formules ont été développées pour "armer" les anticorps avec les radionucléides désirés et leurs activités, on a calculé la dose absorbée par chaque cellule, et effectuer une simulation de la fraction survivante des cellules après une exposition à des cocktails de différentes combinaisons d'anticorps. Les simulations ont été effectuées pour trois émetteurs de particules alpha.

«Notre approche se déplace vers la planification de traitements de radiothérapie du traitement du cancer au niveau de la tumeur au niveau moléculaire et cellulaire, la médecine nucléaire servant du moteur de traitement», a déclaré Roger Howell, Ph.D., chercheur principal. "Les concepts ne sont pas limités à la thérapie du cancer, mais peuvent être appliqués plus largement à d'autres maladies qui peuvent bénéficier d'une approche ciblée avec des cocktails de produits radiopharmaceutiques. L'approche peut également être étendue à des cocktails composés de produits radiopharmaceutiques et les agents non radioactifs."

L'effet des cocktails de produits radiopharmaceutiques a été comparée à celle des anticorps simples. Dans certaines activités, les cocktails marchent mieux que les anticorps simples par un facteur allant jusqu'à 244. Ces résultats suggèrent que la thérapie alpha ciblée peut être améliorée avec des cocktails d'anticorps radiomarqués personnalisés. En fonction de la combinaison de l'anticorps et de l'activité spécifique des anticorps radiomarqués, des cocktails peuvent fournir un avantage substantiel dans la destruction des cellules tumorales. La méthodologie utilisée dans la présente analyse fournit une base pour la prédiction de la survie de pré-traitement des cellules tumorales dans le cadre de la thérapie du cancer personnalisé.

"Cette méthode est préférable, car il représente le comportement des médicaments dans le corps du patient», poursuit Howell. «L'avantage de ces deux approches pour la planification d'un traitement est que le patient n'est pas soumis à des injections de produits radiopharmaceutiques au cours de la phase de planification, ce qui le fait consommer des médicaments marqués par fluorescence. Le patient n'est pas injecté avec radiopharmaceutiques jusqu'à ce que la phase de traitement, après quoi seul un cocktail spécifiquement optimisé pour cette personne est administré. Celà épargne le patient de recevoir des cocktails inefficaces qui peuvent endommager les tissus normaux et demander un traitement supplémentaire ".

MONTRÉAL – Des scientifiques à l’Université de Montréal (UdeM) ont mis au point un appareil miniature permettant d’assurer un meilleur suivi des traitements des cancéreux.

Le dispositif est capable de mesurer, en une minute, la concentration de méthotrexate dans le sang des patients grâce à des nanoparticules d’or situées à la surface d’une languette réceptrice.

La méthotrexate est un médicament fréquemment utilisé pour traiter différents cancers.

L’appareil, qualifié de «petite révolution» dans un communiqué de l’UdeM, permet d’établir très rapidement la dose optimale de méthotrexate dont le patient a besoin. Il optimisera ainsi l’effet du médicament tout en réduisant les effets indésirables que sa toxicité peut provoquer.

L’appareil met moins de 60 secondes à révéler les résultats comparativement à une trentaine de minutes pour les appareils actuels. Il pourrait aussi se détailler à un coût dix fois moins cher que l’appareil traditionnel, soit autour de 10 000 $.

«On peut penser que, dans un avenir proche, on pourrait le retrouver dans les cabinets de médecins et même au chevet des patients, qui recevront une dose personnalisée et optimale, tout en ayant un risque moins grand de complications», a indiqué Jean-François Masson, professeur au département de chimie de l’UdeM.

Un nouveau type de radiothérapie, effectuée en 30 min après l’intervention chirurgicale, pourrait permettre de soigner le cancer du sein, avec les mêmes garanties qu’une chimiothérapie de plusieurs semaines.

Pour des milliers de femmes atteintes du cancer du , cette découverte pourrait leur permettre d’éviter plusieurs semaines de chimiothérapie épuisante. Le nouveau traitement, une séance de radiothérapie, ne prendrait en effet que 30 min. il serait réalisé juste après l’intervention chirurgicale, alors que la patiente serait encore sous anesthésie générale. "Cela élimine la nécessité de nombreuses visites à l’hôpital", a déclaré le Pr Carole Longson, du National Institute for Health and Care Excellence (NICE).

Des résultats encourageants

Testée à l’international, cette technique a obtenu des résultats équivalents à ceux d’une radiothérapie conventionnelle, constituée de plusieurs séances répartis sur des semaines. "Bien que les données actuelles ne soient pas considérables, ce type de radiothérapie est plus pratique pour les patients et peut améliorer la qualité de vie d’une personne", a ajouté la scientifique.

Autorisé provisoirement par le NHS (le système de santé outre-Manche), de nouvelles consultations à ce sujet doivent avoir lieu avant une décision définitive en novembre prochain. Si l’approbation de cette radiothérapie en 30 min était confirmée, elle serait proposée aux patientes au début de l’année 2015. Mais les scientifiques alertent sur la nécessité de n’y avoir recours, au début, que d’une manière soigneusement contrôlée, le procédé étant nouveau. Les malades devront aussi être avertis avant des avantages et des inconvénients du traitement.

Selon des estimations britanniques, près de 36 000 femmes souffrant d’un cancer du sein précoce pourraient bénéficier de ce traitement. Selon le NHS, ce type de radiothérapie pourrait permettre d’économiser près de 19 millions d’euros par an.

Source : DailyMail

Cancer : bientôt des radiothérapies plus précises et efficaces

06/01/2014

Utilisée par plus de la moitié des patients atteints d’un cancer, la radiothérapie utilise une large gamme d’énergie en irradiant les tissus biologiques cancéreux mais aussi malheureusement les cellules saines. Une étude internationale publiée dans la revue Nature ouvre une piste vers un ciblage plus fin et beaucoup plus efficace des radiothérapies.

Dans leur expérimentation, les chercheurs ont montré qu’il est possible de produire une quantité importante d’électrons de basse énergie dans l’environnement immédiat d’un atome cible. On parle alors de phénomène de résonance.

Dans un environnement vivant, ces électrons de basse énergie sont capables d’induire la rupture d’un double brin d’ADN voisin souligne les chercheurs du CNRS Or, les cellules vivantes, dont les cancéreuses, n’ont en général que la capacité de réparer les dommages causés sur un seul brin d’ADN, mais pas lorsque ces dommages touchent le double brin. Par ce processus, on peut donc envisager de cibler les cellules cancéreuses pour les détruire.

L’excitation résonante

L’irradiation de tissus biologiques en radiothérapie se faisant sur une large gamme d’énergie, l’avantage d’utiliser une radiation d’énergie finement choisie afin de provoquer une émission résonante des électrons est double : les rayons X pénètrent profondément dans les tissus mais seuls des atomes précis au sein de molécules choisies, administrées préalablement de façon à cibler les cellules cancéreuses sont ainsi excités, et les tissus sains plus éloignés ne sont pas affectés par l’irradiation.

De plus, l’excitation résonante est dix fois plus efficace que l’excitation non résonante produite par une irradiation moins spécifique. La dose totale d’irradiation peut ainsi être considérablement réduite.

Ces résultats ont pour l’instant été obtenus sur de petites molécules constituées de moins de cinq atomes. Les chercheurs proposent maintenant de tester ce processus de production d’électrons sur des molécules plus complexes, contenant plusieurs centaines, voire des milliers d’atomes comme les molécules constituant les cellules vivantes.

10 fois plus efficace

À terme, le but est de produire de tels électrons, toxiques pour l’ADN, au sein de cellules cancéreuses. Pour ce faire, les chercheurs envisagent d’irradier les tissus avec des rayons X ayant l’énergie adaptée, après marquage des cellules cancéreuses par un atome-cible.

Les résultats obtenus par des chercheurs français du Laboratoire de chimie physique – matière et rayonnement (CNRS/UPMC), en collaboration avec des scientifiques allemands et américains ouvrent des perspectives encourageantes pour de futurs traitements plus ciblés de radiothérapie. Grâce à l’excitation résonante, 10 fois plus efficace que l’excitation non résonante produite par une irradiation moins spécifique, la dose totale d’irradiation peut être considérablement réduite.

AFP - Une approche innovante consistant à traiter "en un jour" certains cancers du de petite taille et de bon pronostic, en combinant chirurgie et radiothérapie est expérimentée actuellement par plusieurs centres de lutte contre le cancer en France dans le cadre d'études cliniques.

"Les avantages du traitement en un jour du cancer du sein sont nombreux. Il permet par sa simplicité de dédramatiser la maladie, d'obtenir une meilleure observance et d'augmenter l'offre de soins", explique le Dr Claire Lemanski, oncologue radiothérapeute à l'Institut du cancer de Montpellier (ICM), l'un des centres possédant la plus ancienne expérience dans ce type de traitement.

La technique, précise-t-elle, "consiste à délivrer pendant l'intervention chirurgicale, après l'exérèse (ablation) de la tumeur, une irradiation très ciblée permettant d'épargner les tissus sains environnants".

Elle sera présentée lors des prochaines journées de la Société française de sénologie et de pathologie mammaire (SFSPM) qui se tiendront du 13 au 15 novembre à Montpellier.

L'intervention dure en moyenne une heure et demi et la patiente peut rentrer chez elle le soir. Une consultation post-opératoire est prévue dix jours plus tard pour faire le point et mettre en route, généralement, une hormonothérapie par voie orale.

10% de patientes concernées

Pas question toutefois de la proposer à n'importe quelle patiente: seuls les cancers infiltrants hormono-sensibles (sensibles à l'hormonothérapie) diagnostiqués à un stade précoce et de bon pronostic, chez des femmes ménopausées, sont concernés, soit environ 10% des 50.000 nouveaux cas de cancers du sein diagnostiqués chaque année en France, selon le Dr Lemanski.

Bien que 40% des nouveaux cancers soient désormais diagnostiqués à un stade précoce, ils continuent encore souvent à faire l'objet de traitements longs et complexes, associant la chirurgie à six à sept semaines de radiothérapie.

Mais si la chirurgie est progressivement devenue moins mutilante - la chirurgie conservatrice a remplacé la mastectomie (ou ablation du sein) dans le traitement chirurgical des petites tumeurs - , la radiothérapie est restée longtemps inchangée, reposant sur une trentaine de séances de rayons externes qui donnent lieu à des allers-retours entre l'hôpital et le domicile de la patiente pendant plusieurs semaines.

Pour y remédier, des radiologues ont mis au point de nouvelles techniques ces dernières années dont l'irradiation partielle accélérée du sein qui permet de traiter la glande en un nombre réduit de séances ou encore l'irradiation intra-opératoire qui consiste à délivrer une dose unique de radiothérapie pendant l'intervention chirurgicale.

Moins coûteuse que la radiothérapie standard, cette dernière technique s'est développée en Italie, puis en Allemagne et en Grande-Bretagne où elle a déjà été utilisée sur plusieurs milliers de patientes.

En France, neuf Centres de lutte contre le cancer ou hôpitaux se sont dotés de petits accélérateurs mobiles qui ont permis de traiter quelques centaines de femmes, mais leur activité reste limitée en attendant les résultats d'une étude médico-économique lancée en 2011 par l'Institut national du cancer (INCa) pour évaluer le bénéfice de la nouvelle technique en termes de coûts réels (équipement, personnel et transports).

Les résultats ne devraient pas être rendus publics avant l'an prochain, voire en 2015.

Deux essais internationaux évaluant l'intérêt de cette méthode sur la qualité de vie de patientes ont présenté des résultats prometteurs, mais "il convient de suivre la publications des résultats consolidés de ces essais", souligne le Dr Lemanski.

"Il faut être très prudent" et "être particulièrement sélectif" dans l'utilisation de cette méthode, souligne le cancérologue et radiothérapeute Bruno Cutuli, qui exclut notamment que le traitement "en un jour" puisse s'appliquer à des femmes jeunes "pour lesquels le risque de rechute locale est plus important".

Une spécialiste japonaise du cancer a indiqué avoir entamé le premier essai clinique mondial pour un traitement par radiothérapie de cancer du sein. Ce traitement est puissant mais ne nécessite pas le recours à la chirurgie.

L'Institut national des sciences radiologiques a démarré l'essai en utilisant "une radiothérapie par ions lourds" qui émet un faisceau minuscule pouvant être directement dirigé vers les cellules malignes, a expliqué mercredi Kumiko Karasawa, cancérologue spécialisée dans le cancer du sein.

Cette radiothérapie par ions lourds s'est révélée efficace pour combattre d'autres formes de cancer qui ne s'étaient pas étendus, a-t-elle ajouté.

"Nous menons cet essai car nous avons une meilleure compréhension des types de cancer du sein qui peuvent bénéficier d'un tel traitement", a ajouté la spécialiste.

Cancer du poumon et de la prostate

Selon l'agence de presse japonaise Kyodo, ce traitement a été efficace pour les traitements des cancers du poumon et de la prostate notamment, mais n'a jamais été testé pour le cancer du sein.

La radiothérapie classique recourt aux rayons X et aux rayons gamma, puissants à la surface du corps mais dont l'intensité décroit lorsque les rayons s'enfoncent dans les tissus. La radiothérapie par ions lourds maintient l'intensité des rayons lorsqu'ils s'enfoncent dans les tissus.

Les essais s'effectuent sur 20 patientes âgées d'au moins 60 ans, qui ont des tumeurs de taille réduite et qui ne se sont pas étendues. Le traitement dure une heure, pendant seulement quatre jours, soit bien moins longtemps qu'une radiothérapie classique. Les patientes seront ensuite suivies pendant cinq ans.

Aux Etats-Unis, en avril 2012, a commencé le premier essai clinique avec des nanoparticules conçues pour transporter jusqu’à la tumeur à détruire de grandes quantités de molécules anti-cancéreuses (Voir article MIT news et article Science).

Selon le Professeur Omid Farokhzad, de l'Université de Harvard, « Cette technique, testée pour la première fois chez l’homme, va bouleverser le traitement du cancer ».

Pour l’instant, une vingtaine de patients atteints de cancer généralisé ont bénéficié de cette nouvelle technique de soins et une majorité d’entre eux ont vu leur cancer se stabiliser ou régresser.

Cette nanothérapie permet, avec une quantité de médicament cinq à dix fois moins importante, d’obtenir les mêmes résultats que ceux observés par les chimiothérapies traditionnelles par voie orale ou en injections.

Cette nanoparticule, baptisée BIND-014, a été développée par la société américaine BIND Biosciences et elle a démontré pour la première fois chez l’homme qu’il était possible de concevoir et d’utiliser des nano-médicaments programmables qui amplifient considérablement l’efficacité des molécules employées contre les tumeurs visées.

Comme le souligne avec enthousiasme le Professeur Philip Kantoff, responsable de la recherche clinique au célèbre Institut du cancer Dana-Farber, « Ces premiers résultats cliniques sur le BIND-014 confirment l’immense potentiel thérapeutique de la nanomédecine dans la lutte contre le cancer ».

Il faut par ailleurs préciser qu’à l’occasion de ces essais cliniques, aucun effet indésirable sévère n’a été constaté et ce traitement est même mieux toléré que le traitement classique à des doses équivalentes.

En France, une jeune société, Nanobiotix, a mis au point une technologie très innovante du nom de « NanoXray ». Constatant que l’efficacité de la radiothérapie était limitée par sa nocivité pour les tissus situés autour de la tumeur, les chercheurs de Nanobiotix sont parvenus à mettre au point des nanoparticules spécifiques.

Celles-ci sont injectées dans la tumeur à traiter et permettent, grâce à leurs propriétés physiques, d’amplifier jusqu’à 9 fois les effets des rayons X, sans modifier cependant la dose réelle administrée au patient.

Ces nanoparticules viennent de faire l’objet d’une évaluation clinique favorable de la part des autorités médicales et ce traitement pourrait être disponible au niveau mondial d’ici 5 ans et bénéficier à plus d’un million de patients soignés par radiothérapie.

Finies les longues et pénibles séances de radiothérapie pour les malades cancéreux atteints de métastases aux vertèbres? L'opération, réalisée mercredi dernier au CHRU de Brest, est en tout cas, très prometteuse etouvre d'importantes perspectives dans le traitement de ce type de cancer. Pour la première fois en France, une équipe médicale, composée des professeurs Damhieu et Pradier et du DrBouchekoua, a procédé avec succès, au cours de la même intervention chez une patiente, à l'enlèvement d'une tumeur et au traitement par radiothérapie. Dans le jargon médical, il s'agit d'une «kyphosplatie associée à l'Intrabeam dans les métastases vertébrales».

Progrès considérables

Jusqu'à présent, sur ce genre de pathologie, les chirurgiens creusaient et grattaient pour enlever toute la tumeur, puis consolidaient la vertèbre en injectant un ciment. La nouveauté avec la technique initiée à Brest est que, dans le même temps où se déroule l'intervention, une radiothérapie de choc est effectuée. Lazone concernée est irradiée à haute dose dès l'opération d'ablation de la tumeur. «On est beaucoup plus précis et beaucoup plus efficace, la propagation cancéreuse est limitée le plus tôt possible», explique-t-on au CHRU de Brest. L'irradiation se fait au moyen d'un accélérateur mobile, posé à l'intérieur de la cavité au moyen d'un bras articulé. Les progrès de cette technique, par rapport à une prise en charge classique, sont considérables et multiples pour le patient. À commencer par «une diminution notable de la douleur».

Retour rapide à la vie quotidienne

Mais le plus important est sans doute la suppression des séances de radiothérapie qui suivaient l'intervention. Ces dernières sont désormais, en quelque sorte, concentrées pendant l'opération. Ce sont des déplacements épargnés au malade et du temps gagné pour tout le monde. Elle permet, notamment, «un retour rapide aux activités de la vie quotidienne». Ce n'est pas la première fois que le CHRU de Brest s'illustre dans le traitement des cancers. En mai dernier, cette technique, dite par «radiothérapie peropératoire Intrabeam», avait déjà été utilisée avec succès dans le traitement du cancer du sein. Il s'agissait là, également, d'une première française.