Les cellules immunitaires qui changent de forme offrent de nouvelles perspectives sur l’immunothérapie du cancer

Mais que se passe-t-il s’il ne s’agit pas d’un problème biologique ?

Dans un article récent, des chercheurs de la Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) ont abordé la défaillance des macrophages dans les essais cliniques d’un point de vue technique.

L’équipe de recherche, dirigée par Samir Mitragotri, professeur Hiller de bio-ingénierie, et professeur Hansjorg Wyss d’ingénierie biologiquement inspirée à SEAS, a examiné les barrières physiques qui peuvent empêcher même les macrophages d’atteindre leur cible.

En combinant la microscopie et l’apprentissage automatique, l’équipe a découvert qu’un phénotype de macrophage particulier est plus efficace que d’autres pour atteindre la tumeur – et ce n’est pas le type que les chercheurs utilisent généralement en clinique pour les thérapies contre le cancer.

La recherche a été publiée Revues sur la physique appliquée.

“Notre approche technique nous a amenés à nous demander si les mauvais résultats thérapeutiques des macrophages dans les thérapies cellulaires sont dus en partie à leur incapacité à pénétrer dans la tumeur”, a déclaré Mitragotri. « Et nos résultats montrent en réalité que différents phénotypes pénètrent différemment dans la tumeur. Ceci fournit une hypothèse physique intéressante pour les mauvais résultats cliniques des thérapies macrophages précédemment rapportées et représente une hypothèse contraire et complémentaire au paradigme classique basé sur la biologie.

Il existe plusieurs types de macrophages, simplifiés en M0, M1 et M2. Parmi les trois, les macrophages M1 ont les meilleures capacités de lutte contre les tumeurs et sont donc les plus couramment utilisés pour les thérapies cellulaires. Cependant, ils ont produit des résultats décevants lors des essais cliniques.

Mitragotri et son équipe ont examiné comment chacun des trois phénotypes différents pouvait se déplacer à travers un hydrogel complexe et pénétrer dans une tumeur dans une boîte de Pétri.

“Nous voulions essentiellement mesurer l’efficacité de la mécanique de transport et du GPS de ces différents macrophages dans un environnement complexe”, a déclaré Kolade Adebowale, chercheur postdoctoral au SEAS et auteur principal de l’article. « Nous avons constaté que le phénotype M1, un microphage antitumoral, semble avoir du mal à trouver ses cibles, presque comme si son GPS ne fonctionnait pas. Mais le phénotype M0 semblait avoir une très bonne cartographie.

La grande question est pourquoi.

On sait que les macrophages existent sous différentes formes et que certains phénotypes sont très efficaces pour changer de forme. Adebowale et l’équipe ont découvert un lien entre la capacité de changement de forme et l’efficacité du transport : plus le macrophage pouvait changer de forme, mieux il était capable d’atteindre la tumeur.

Et il s’avère que les macrophages M1 sont les pires des trois en matière de changement de forme.

“Notre étude montre que le trafic réduit des macrophages M1 par rapport aux macrophages M0 est lié à leur capacité réduite à changer de forme”, a déclaré Adebowale. « Nous espérons que ces découvertes apporteront un nouvel éclairage sur la biophysique de la migration des macrophages et sur la délivrance de thérapies cellulaires par les macrophages. »

““L’utilisation de macrophages pour médier les réponses immunitaires antitumorales dans les tumeurs humaines a un énorme potentiel, et des essais cliniques sont en cours pour traiter les patients avec des macrophages”, a déclaré Jennifer Guerriero, professeure adjointe à la Harvard Medical School et chercheuse principale au Brigham and Programme d’oncologie du sein de l’hôpital pour femmes et co-auteur de l’étude. “Nous avons appris dans cette étude que les macrophages ressemblant à un phénotype M0 atteignent étonnamment leur cible plus efficacement. ” Ces données auront un impact immédiat sur les essais cliniques et sont susceptibles de transformer la prochaine génération de thérapies médiées par les macrophages.

La recherche a été soutenue par la National Science Foundation sous le numéro de récompense 2138064.