Développer de nouveaux outils pour lutter contre le cancer

Pendant des décennies, le traitement médical du cancer a généralement signifié la chimiothérapie, la radiothérapie ou la chirurgie, seuls ou en combinaison. Mais les choses évoluent rapidement. Aujourd'hui, de nouvelles approches telles que les immunothérapies et les thérapies ciblées deviennent disponibles, et bien d'autres sont en recherche et développement. Dans de nombreux cas, les nouveaux traitements sont plus efficaces, avec moins d'effets secondaires.

"C'est une période passionnante pour la recherche sur le cancer et la découverte du cancer", a déclaré Colin Duckett, PhD, professeur de pathologie, président par intérim du Département de pharmacologie et de biologie du cancer et vice-doyen pour les sciences fondamentales.

"Nous entrons dans cette ère où nous disposons d'un nouvel ensemble d'outils que nous pouvons utiliser pour traiter le cancer."-Colin Duckett, PhD

Les chercheurs du Duke Cancer Institute (DCI) et de l'ensemble de la faculté de médecine contribuent à créer ces nouveaux outils, alimentés par les connaissances et l'expérience d'experts issus d'un large éventail de disciplines.

En effet, la recherche sur le cancer a toujours été une entreprise d'équipe à DCI.

« DCI a été spécifiquement créé il y a dix ans pour éliminer les barrières entre les disciplines afin de stimuler la recherche collaborative et l'interaction multidisciplinaire », a déclaré le directeur exécutif de DCI, Michael Kastan, MD, PhD, professeur émérite William et Jane Shingleton de pharmacologie et de biologie du cancer.

L'initiative Duke Science and Technology (DST) ajoute de l'huile sur le feu, qui vise à catalyser et à soutenir la recherche collaborative au service de la résolution de certains des problèmes les plus urgents au monde, notamment le cancer.

Les nouveaux outils, bien que variés, représentent tous des avancées dans la médecine personnalisée du cancer. Les traitements ciblés sont choisis en fonction de la signature génétique de la tumeur du patient. Certaines immunothérapies vont encore plus loin dans la personnalisation, en manipulant les propres cellules immunitaires d'un patient pour créer un traitement pour cet individu seul.

Pour faire correspondre les traitements aux patients, le comité multidisciplinaire Duke Molecular Tumor Board, dirigé parJohn Strickler, MD, HS'11, etMatthew McKinney, MD'06,SH'06-'09, SH'10-'13, aide les prestataires à identifier les meilleures pratiques, les traitements nouvellement approuvés ou les essais cliniques pour les patients atteints d'un cancer avancé sur la base du séquençage génétique de leurs tumeurs.

"Dans la médecine de précision contre le cancer - la bonne thérapie pour le bon patient au bon moment - toutes ces choses se rejoignent, les thérapies ciblées, l'immunothérapie, même la chimiothérapie standard, tout cela fait partie de la médecine de précision contre le cancer."-Michael Kastan, MD, PhD

L'immunothérapie vise à exploiter la puissance du système immunitaire pour lutter contre le cancer. Cela peut signifier activer le système immunitaire, dynamiser les cellules immunitaires épuisées ou aider les cellules immunitaires à trouver les cellules cancéreuses en les guidant là-bas ou en supprimant les déguisements de "bon gars" du cancer.

Le Duke's Center for Cancer Immunotherapy soutient ces efforts en identifiant des découvertes scientifiques fondamentales prometteuses et en constituant des équipes pour traduire ces idées en traitements.

"Il y a tellement de scientifiques de recherche fondamentale de classe mondiale ici qui font des découvertes..." -Scott Antonia, MD, PhD

"... des découvertes potentiellement traduisibles en stratégies immunothérapeutiques", a déclaré Scott Antonia, MD, PhD, professeur de médecine et directeur fondateur du centre. "C'est ce qui m'a motivé à venir à Duke, en raison de la grande opportunité d'interagir avec des scientifiques fondamentaux pour développer de nouvelles immunothérapies et les intégrer à la clinique."

Antonia pense que l'immunothérapie a le potentiel de révolutionner le traitement du cancer, mais il reste encore du travail à faire pour tenir ses promesses. "La preuve de principe est là", a-t-il dit, "mais seule une fraction relativement faible de personnes bénéficie d'une survie à long terme. Si nous pouvons affiner les approches immunothérapeutiques, c'est notre meilleure opportunité."

L'un des travaux d'immunothérapie les plus passionnants facilités par le centre consiste à prélever les propres cellules T d'un patient (un type de lymphocyte), à ​​les manipuler en laboratoire pour les rendre plus efficaces contre les tumeurs, puis à les réinjecter au patient.

Les lymphocytes T peuvent être manipulés en laboratoire de différentes manières. Dans une approche, appelée thérapie CAR T-cell, les cellules T sont conçues avec un ajout de fragments d'anticorps synthétiques qui se lient à la tumeur du patient, dirigeant efficacement les cellules T directement vers les cellules tumorales.

Dans une autre approche, appelée thérapie cellulaire adoptive des lymphocytes infiltrant la tumeur (TIL), le sous-ensemble de cellules T d'un patient qui ont déjà réussi à se frayer un chemin dans la tumeur est extrait puis multiplié en grand nombre avant d'être renvoyé au patient. Antonia et ses collègues ont récemment publié un article démontrant l'efficacité de l'expansion de TIL dans le cancer du poumon. "Nous effectuons actuellement le travail préparatoire pour développer des essais cliniques utilisant cette approche dans les tumeurs cérébrales, et notre intention est de nous étendre également à de nombreux autres cancers", a-t-il déclaré.

Antonia souligne que les innovations dans la thérapie CAR T-cell et la thérapie TIL qui se produisent à Duke sont possibles grâce à des collaborations avec des scientifiques dans un éventail de disciplines, y compris des experts en anticorps commeBarton Haynes, MD, HS'73-'75, le professeur de médecine Frederic M. Hanes, et Wilton Williams, PhD, professeur agrégé de médecine et de chirurgie, au Duke Human Vaccine Institute, et des ingénieurs biomédicaux comme Charles Gersbach, PhD, le professeur émérite John W. Strohbehn de génie biomédical à l'école d'ingénierie Pratt.

De plus, les essais cliniques pour ces types de thérapies cellulaires nécessitent des installations spéciales pour concevoir ou développer les cellules, qui sont fournies par le Duke's Marcus Center for Cellular Cures, dirigé par Joanne Kurtzberg, MD, le professeur distingué de pédiatrie Jerome S. Harris et Beth Shaz, MD, MBA, professeur de pathologie. "Ce fut une collaboration très productive soulignant à quel point Duke est particulièrement bien placé pour développer des stratégies immunothérapeutiques", a déclaré Antonia.

Les thérapies ciblées exploitent le point faible d'une tumeur : une mutation génétique, par exemple. L'avantage est que le traitement ne tue que les cellules cancéreuses et non les cellules saines. La condition préalable est de connaître la génétique et la biologie de la tumeur spécifique, pas une tâche simple.

Trudy Oliver, PhD'05, qui a rejoint la faculté de pharmacologie et de biologie du cancer en tant que Duke Science and Technology Scholar, étudie le développement du cancer et la biologie des sous-types de tumeurs, en particulier le cancer du poumon à cellules squameuses et le cancer du poumon à petites cellules.

"Même dans le cancer du poumon à petites cellules, il existe des sous-ensembles qui se comportent différemment les uns des autres", a-t-elle déclaré. Certains des traitements qu'elle a identifiés font l'objet d'essais cliniques

"Notre travail suggère que lorsque vous adaptez la thérapie à ces sous-ensembles, vous pouvez faire une différence dans les résultats."-Trudy Oliver, PhD'05

Certains des traitements qu'elle a identifiés font l'objet d'essais cliniques.

Sandeep Dave, MD, Wellcome Distinguished Professor of Medicine, dirige un projet ambitieux visant à analyser la génomique de plus de 100 types différents de cancer du sang. Son projet rationalisera le diagnostic du cancer du sang et découvrira des cibles thérapeutiques potentielles.

"Tous les cancers résultent d'altérations génétiques qui permettent au cancer de survivre et de prospérer aux dépens de l'hôte", a-t-il déclaré. "Ces altérations génétiques sont une épée à double tranchant - elles permettent à ces cellules cancéreuses de se développer, mais d'un autre côté, elles confèrent des vulnérabilités spécifiques que nous pouvons potentiellement exploiter."

Dave a déclaré que sa formation en informatique, en génétique et en oncologie l'avait aidé à concevoir le projet, qui utilise d'énormes ensembles de données.

"Nous avons fait le gros du travail en termes de développement d'outils et de méthodologie, qui est mûr pour être appliqué à tous les autres types de cancer."-Sandeep Dave, MD

Les disparités en matière de cancer sont causées par une interaction complexe d'éléments, notamment l'accès aux soins de santé et à d'autres ressources, les obstacles institutionnels, le racisme structurel et la biologie, comme la génétique liée à l'ascendance. Par exemple, certains facteurs biologiques génétiques et certains éléments sociaux contribuent aux disparités dans de nombreux types de cancer.

"Le traitement du cancer se rapproche de cet espace personnalisé où les patients ne sont plus traités avec un paradigme unique." -Tammara Watts, MD, PhD

"Il devient de plus en plus évident qu'il existe des différences de résultats en ce qui concerne la race et l'ethnicité", a déclaré Tammara Watts, MD, PhD, professeure agrégée de chirurgie de la tête et du cou et des sciences de la communication, et directrice associée de l'équité, de la diversité et de l'inclusion chez DCI. . "L'hypothèse très large est qu'il existe des changements génétiques liés à l'ascendance qui peuvent jouer un rôle critique dans les résultats cliniques disparates que nous voyons tous les jours chez nos patients atteints de cancer."

Par exemple, les patients blancs auto-identifiés atteints d'un cancer de la gorge associé au virus du papillome humain (VPH) ont de meilleurs résultats que les patients noirs auto-identifiés, même en contrôlant des éléments tels que l'accès aux soins de santé, l'éducation et le statut socio-économique.

Watts collabore avec des experts en bioinformatique de DCI pour tenter d'identifier des différences significatives dans l'expression des gènes entre les deux groupes.

"J'essaie de démêler les différences qui peuvent avoir un impact sur les patients défavorisés en fonction de leur race et de leur origine ethnique", a-t-elle déclaré. "Mais il pourrait y avoir des différences qui pourraient être utiles pour concevoir des traitements ciblés pour un large groupe de patients."

En effet, un traitement ciblé pour une expression génétique particulière qui pourrait survenir plus fréquemment chez les Noirs aiderait tous les patients présentant cette expression, quelle que soit leur race ou leur origine ethnique.

Watts est loin d'être le seul à faire de la recherche sur la disparité du cancer au DCI. Tomi Akinyemiju, PhD, professeur agrégé en sciences de la santé des populations, utilise l'épidémiologie pour étudier à la fois les facteurs biologiques et les éléments sociaux qui contribuent aux disparités dans de nombreux types de cancer.

Jennifer Freedman, PhD, professeure agrégée de médecine,Daniel George, MD'92 , professeur de médecine, et Steven Patierno, PhD, professeur de médecine et directeur adjoint de DCI, étudient la base moléculaire de la raison pour laquelle les cancers de la prostate, du sein et du poumon ont tendance à être plus agressifs et mortels chez les patients qui s'identifient comme noirs. Patierno, qui est un chef de file national dans la recherche sur les disparités en matière de cancer depuis plus de 20 ans, dirige le Duke Cancer Disparities SPORE (Specialized Program of Research Excellence), financé par le National Cancer Institute. La subvention SPORE soutient ces chercheurs ainsi que d'autres équipes DCI travaillant sur les cancers du sein, du poumon, de l'estomac et de la tête et du cou.

"L'une des choses qui m'impressionnent est que [la recherche sur les disparités en matière de cancer] est une priorité élevée au sein de DCI", a déclaré Watts, qui a rejoint la faculté en 2019. "Ces groupes sont activement engagés, collaborent et posent les questions qui entraîneront des changements pour les patients qui ont de pires résultats liés à l'ascendance."

Encore mieux qu'un remède contre le cancer, c'est d'éviter complètement le cancer.

Au DCI, Meira Epplein, PhD, professeure agrégée en sciences de la santé des populations, etKatherine Garman, MD'02, MHS'02, HS'02-'06, HS'09 , professeur agrégé de médecine, cherchent à réduire l'incidence du cancer de l'estomac en améliorant la détection et le traitement de la bactérie Helicobacter pylori, qui peut déclencher une cascade menant au cancer de l'estomac. Epplein et Garman, également financés par la subvention Duke Cancer Disparities SPORE, espèrent que leur travail réduira les disparités car les infections à H. pylori et le cancer de l'estomac sont tous deux plus répandus chez les Afro-Américains que chez les Blancs.

Lorsque la prévention du cancer ne réussit pas, la meilleure chose à faire est de détecter et de traiter tôt. Un concept relativement nouveau dans les soins contre le cancer est «l'interception», ce qui signifie attraper le cancer juste au moment où, ou même juste avant, il commence.

"Le but est de l'empêcher d'évoluer vers une malignité à part entière", a déclaré Patierno. "En d'autres termes, empêcher le cancer de franchir sa propre ligne de but."

Patierno envisage un avenir où les patients atteints d'états précancéreux ou d'un cancer précoce pourraient prendre une pilule pour arrêter le développement du cancer sans tuer les cellules - en d'autres termes, un traitement non cytotoxique, contrairement à la chimiothérapie standard.

"Nous savons qu'il est là, mais nous n'allons pas l'empoisonner, le brûler ou le couper parce que tout cela a des effets secondaires. Nous allons trouver un moyen non cytotoxique d'empêcher sa progression. C'est l'objectif. ."-Steven Patierno, Ph.D.

En savoir plus sur les anciens qui font une différence dans la recherche et les soins contre le cancer :

Changer le statu quo : Lori Pierce MD'85

Traiter la personne dans sa globalité : Arif Kamal, MD, HS'12, MHS'15

Cibler les germes de la croissance du cancer : Eugenie S. Kleinerman, MD'75, HS'75

Une découverte qui sort de nulle part : Bill Kaelin, BS'79, MD'82

Article initialement publié dans DukeMed Alumni News, automne 2022.

En savoir plus sur DukeMed Alumni News

Partager