Université de Genève: ils créent des avatars de tumeurs pour lutter contre le cancer du côlon

Le traitement le plus efficace pour combattre le cancer du côlon varie d’un patient à l’autre. Une équipe de l’Université de Genève (UNIGE) a développé une méthode inédite permettant de tester en amont différents médicaments, sans passer par l’organisme de la personne touchée et sans faire appel à l’expérimentation animale.

Avec plus de 1,4 million de personnes touchées chaque année, dont 700 000 mortellement, le cancer colorectal est le troisième cancer le plus diagnostiqué dans le monde et le second le plus mortel, juste après celui du poumon. Son traitement repose essentiellement sur une combinaison de chimiothérapies. Son efficacité varie cependant selon les patients et ses effets secondaires sont importants. Il entraîne par ailleurs une résistance progressive aux médicaments chez une majorité de personnes.

Pour tester et optimiser les combinaisons chimiothérapiques pour chaque patient sans provoquer de nombreux effets indésirables, une équipe de l’UNIGE dirigée par Patrycja Nowak-Sliwinska, professeure associée à la Section des sciences pharmaceutiques de la Faculté des sciences, a trouvé la solution en utilisant des organoïdes. Ces structures cellulaires en trois dimensions, créées en laboratoire, reproduisent en miniature la structure et les fonctions de certains tissus et organes.

«Ces microtissus ne sont pas des organes à proprement parler», explique George M. Ramzy, postdoctorant à la Section des sciences pharmaceutiques et premier auteur de l’étude parue dans le «Journal of Experimental & Clinical Cancer Research». «Ils présentent certaines différences physiologiques importantes, comme le fait d’être dépourvus de systèmes vasculaire ou nerveux. Cependant, il s’agit de modèles très efficaces sur lesquels tester les traitements.»

Les scientifiques sont partis de tissus cancéreux prélevés chez des patients des Hôpitaux universitaires de Genève (HUG) encore non-traités. En cultivant des cellules souches provenant de ces tissus (qui se sont petit à petit divisées et organisées pour former des structures en trois dimensions) les scientifiques sont parvenus à produire des organoïdes, ou tumoroïdes, de la tumeur de chaque patient.

«Nous avons ensuite testé différents médicaments sur ces modèles, sans connaître au préalable leur bagage génétique», détaille Patrycja Nowak-Sliwinska. C’est ce bagage propre à chacun qui définit en grande partie l’efficacité ou non des traitements. Les chercheurs sont donc partis d’une feuille blanche, basant l’entier de leur étude sur l’observation de la réponse des cellules en temps réel.

Ces avatars de tumeurs ont été exposés à une panoplie de sept traitements actuellement utilisés en clinique. En fonction de la réponse de chaque organoïde, la combinaison et les dosages de ces traitements ont été adaptés. L’ensemble des résultats a été mathématiquement modélisé afin de prédire l’efficacité et les doses optimales pour chaque organoïde, autrement dit pour chaque patient.

Ces tests ont été réalisés sur deux semaines. «Il s’agit d’un délai cliniquement pertinent: c’est le délai actuellement nécessaire au corps médical pour choisir un traitement après le diagnostic», indique Patrycja Nowak-Sliwinska. Grâce à une collaboration entre le laboratoire de recherche genevois et l’EPFL, les chercheurs ont ensuite pu déterminer le stade de la tumeur de chaque patient et les principales mutations impliquées dans la progression de la maladie. Cette information est essentielle pour mieux comprendre le choix et le mécanisme d’action de chaque combinaison de médicaments. «Chaque patient est différent et nécessite un traitement spécifique», ajoute Patrycja Nowak-Sliwinska.

Cette approche innovante, sans modèles animaux, vient d’être brevetée. Elle offre une véritable personnalisation des traitements pour de nombreuses formes de cancer, mais aussi d’autres maladies comme les maladies cardiovasculaires ou virales. Des essais sont en cours pour le cancer rénal. Pour l’équipe de recherche, la prochaine étape consistera à travailler sur des organoïdes de tumeurs de cancer du côlon prétraitées, montrant par conséquent des signes de résistance. L’objectif sera également de raccourcir la durée du processus d’optimisation.

Les scientifiques ont utilisé des organoïdes (des reproductions d’organes et de tissus miniatures) dérivés de patients qu’ils ont exposés aux traitements. Les résultats de ces tests ont ensuite été modélisés. Cette approche ouvre la voie à des thérapies optimisées et personnalisées pour lutter contre diverses formes de cancer mais aussi d’autres maladies. Elle est à découvrir dans le Journal of Experimental & Clinical Cancer Research.