théranostique

A City of Hope scientist and his colleagues have developed a user-friendly approach to creating "theranostics" -- therapy combined with diagnostics -- that target specific tumors and diseases.

Key to the process are molecules called metallocorroles, which serve as versatile platforms for the development of drugs and imaging agents. City of Hope's John Termini, Ph.D., and his colleagues at the California Institute of Technology and the Israel Institute of Technology developed a novel method to prepare cell-penetrating nanoparticles called "metallocorrole/protein nanoparticles." The theranostics could both survive longer in the body and better snipe disease targets.

"This study is just one of City of Hope's many ongoing research projects that aim to move the field from conventional medicine to precision medicine, where therapies are tailored for specific individuals," said Termini, a molecular medicine professor at City of Hope.

The study, published in Scientific Reports, a Nature publication, on Feb. 19, details a unique way the researchers prepared the theranostics that may be generalizable to many similar molecules.

"Through collaborative brainpower, we were able to create something that has huge chemotherapeutic potential," Termini said. "Down the road, theranostics such as this could shorten treatment duration and diminish the dreaded side effects so many cancer patients fear."

The study was supported by an international collaboration grant from the Jacki and Bruce Barron Cancer Research Scholars' Program, The Harvey L. Miller Family Foundation, the National Institutes of Health and the Caltech/City of Hope Biomedical Initiative.

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Un scientifique de City of Hope et ses collègues ont développé une approche conviviale pour la création de "théranostics" - thérapie associée à des diagnostics - qui ciblent des tumeurs et des maladies spécifiques.

Les molécules appelées métallocorroles constituent la base du processus et servent de plates-formes polyvalentes pour le développement de médicaments et d'agents d'imagerie. John Termini, Ph.D., de City of Hope, et ses collègues du California Institute of Technology et de l'Israël Institute of Technology ont mis au point une nouvelle méthode de préparation de nanoparticules pénétrant dans les cellules, appelées «nanoparticules de métallocorrole / protéines». Les théranostiques pourraient à la fois survivre plus longtemps dans le corps et être de snipers pour les cibles par rapport à une maladie spécifique.

«Cette étude n’est que l’un des nombreux projets de recherche en cours de City of Hope visant à faire passer le domaine de la médecine conventionnelle à la médecine de précision, où les thérapies sont adaptées à des individus spécifiques», a déclaré Termini, professeur de médecine moléculaire à City of Hope.

L'étude, publiée dans Scientific Reports , une publication de Nature , le 19 février, détaille une manière unique dont les chercheurs ont préparé les théranostics qui peuvent être généralisés à de nombreuses molécules similaires.

"Grâce à la collaboration de nos cerveaux, nous avons pu créer quelque chose qui présente un potentiel chimiothérapeutique énorme", a déclaré Termini. "Plus tard, des théranostiques comme celui-ci pourraient raccourcir la durée du traitement et atténuer les effets secondaires redoutés que tant de patients atteints de cancer redoutent."

L'étude a été financée par une subvention de collaboration internationale du programme des boursiers de recherche sur le cancer Jacki et Bruce Barron, de la Fondation famille Harvey L. Miller, des instituts nationaux de la santé et de l'initiative biomédicale Caltech / City of Hope.

Etudier le comportement spécifique d'une tumeur afin de choisir le traitement le plus adapté, c'est l'objectif de la « théranostique » (contraction de « thérapie et diagnostic). Cette nouvelle approche utilise l'imagerie pour cartographier les cellules cancéreuses dans le corps et les traiter de manière ciblée. Elle est actuellement développée au CHUV de Lausanne sous la houlette de Niklaus Schäfer, médecin spécialiste de l'imagerie moléculaire et de la médecine nucléaire.

Sur quel principe repose la théranostique, par rapport aux autres approches anti-cancer ?

Pour évaluer l'efficacité d'un nouveau traitement contre le cancer, on étudie en général son impact sur la survie d'un certain nombre de patients. Par exemple, on va montrer qu'un médicament prolonge la survie de ces personnes en moyenne de 12 mois, contre 8 mois seulement sans traitement. Le problème avec cette approche est qu'elle repose sur des statistiques, or le cancer est une maladie très variable d'un patient à un autre et la réponse au traitement peut donc fluctuer. Avec la théranostique, l'idée est d'étudier la tumeur d'un patient de manière individualisée afin de proposer une thérapie adaptée à son propre cancer.

- Concrètement, comment ça marche ?



Dans un premier temps, nous utilisons l'imagerie fonctionnelle pour déterminer l'emplacement exact de la tumeur et des éventuelles métastases. Avec ce type d'imagerie médicale, on n'observe pas l'anatomie de la tumeur, comme c'est le cas avec l'IRM, mais son activité. On a recours pour cela à des éléments radioactifs instables appelés isotopes qui émettent un rayonnement en se désintégrant. Ces isotopes peuvent être associés à des molécules, par exemple des anticorps, qui sont capables de reconnaître les cellules cancéreuses et de s'y fixer. On injecte au patient ces substances en très petite quantité et on observe dans quelles régions du corps apparaît un rayonnement, grâce à un dispositif d'imagerie appelé PET-Scan (Tomographie par Emission de Positrons ou TEP en français). Les régions qui s'allument correspondent aux cellules cancéreuses.

- Voilà pour l'aspect diagnostic. Comment traite-t-on ensuite ?


Une fois la tumeur localisée, on passe à la phase thérapeutique. On peut pour cela utiliser le même anticorps ou autre traceur de cellules cancéreuses que dans l'imagerie, mais cette fois en l'associant à un isotope radioactif puissant, qui va irradier directement la tumeur. On parle dans ce cas de radioimmunothérapie ou radiothérapie ciblée. D'autres traitements anti-cancer peuvent aussi être employés : une voie explorée au CHUV est celle de l'immunothérapie, qui consiste à programmer les cellules immunitaires du patient lui-même pour qu'elles s'attaquent efficacement aux cellules cancéreuses. Dans ce cas, la théranostique peut contribuer à mieux décrire la localisation du cancer et son interaction avec le système immunitaire.

- Pour quel type de cancers cette méthode est-elle indiquée ?


- Théoriquement pour tous. Mais pour chaque cancer, il nous faut mettre au point des protocoles de soin précis qui doivent ensuite être soumis à l'autorisation de Swissmedic, et cela prend du temps. A l'hôpital universitaire de Zurich, j'ai développé l'approche théranostique pour le traitement de certaines tumeurs digestives. Au CHUV, les protocoles pour la prise en charge des cancers de la prostate sont en cours. Dans leur partie imagerie, ces protocoles devraient bientôt être proposés aux patients, mais il faudra attendre pour la partie thérapeutique. A plus long terme, nous allons aussi développer ce type de soins pour le cancer de l'ovaire.


- Quels sont les avantages pour le patient ?


- Il y en a plusieurs. D'abord l'imagerie est effectuée sur le corps entier, ce qui permet parfois de localiser des foyers inconnus de cellules cancéreuses. Celles-ci sont en effet particulièrement douées pour se cacher, par exemple dans la moelle osseuse ou dans des ganglions. Ce qui explique qu'un cancer puisse de nouveau « flamber » bien qu'on ait traité la tumeur principale. De manière générale, le cancer est une maladie très instable, qui se comporte de manière différente selon la partie du corps concernée. Par exemple des métastases du foie peuvent avoir une évolution très différente de métastases osseuses. C'est pourquoi il est intéressant d'avoir une vision du système entier.


- Cette approche permet donc un traitement plus personnalisé ?


- Oui, car nos connaissances sur les caractéristiques du cancer propre à chaque patient permettent d'adapter les soins. En particulier, on peut déterminer à l'avance si les anticorps ou autres vecteurs de traitement qu'on souhaite utiliser sont bien spécifiques de la tumeur à soigner. Si c'est le cas, il y a toute les chances pour que le traitement soit efficace et pour que sa toxicité soit limitée. Globalement, la radioimmunothérapie ou radiothérapie ciblée a l'avantage d'entraîner moins d'effets secondaires qu'une chimiothérapie, car elle fait mieux la différence entre les cellules pathogènes et les cellules normales.