Nouvelles connaissances sur le comportement des macrophages dans le traitement du cancer

Voulez-vous la mauvaise nouvelle, la bonne ou la meilleure ? La mauvaise nouvelle est que le cancer continue d’être la deuxième cause de décès aux États-Unis, derrière les maladies cardiaques. La bonne nouvelle est que les taux globaux de mortalité par cancer ont diminué régulièrement au cours des 20 dernières années.

La meilleure nouvelle est que les chercheurs de l’Université d’État du Dakota du Sud s’attaquent lentement à cette maladie universellement redoutée dans l’espoir d’améliorer les traitements et, à terme, d’obtenir de meilleurs résultats en matière de santé.

Une nouvelle étude du département de chimie, biochimie et physique du SDSU, dirigée par le professeur Adam Hoppe, montre une meilleure compréhension des macrophages, l'un des outils clés du système immunitaire pour vaincre les cellules cancéreuses, grâce à l'application de l'un des plus anciens et des plus viables traitements contre le cancer. traitements sur le marché, le rituximab.

L'étude, intitulée « La mobilité de surface des anticorps amplifie la signalisation Fc gammaR via Arp2/3 pendant la phagocytose », a été publiée dans la revue Journal biophysique.

“Ce que nous découvrons, c'est que certains traitements contre le cancer ne fonctionnent pas pour certains types de cancer et pour certains types de personnes”, a déclaré Hoppe. “Ce que nous essayons de faire, c'est de mieux comprendre comment ces traitements agissent dans le corps afin de pouvoir les rendre plus efficaces et avec moins d'effets secondaires.”

Hoppe, directeur du Centre d'excellence en recherche biomédicale (COBRE) du SDSU, a concentré ses efforts de recherche et ceux de son laboratoire sur une meilleure compréhension des macrophages, qui signifie « gros mangeur » en grec. Bien que ces cellules immunitaires jouent divers rôles dans l’organisme, elles constituent, en termes de recherche sur le cancer, l’une des cellules les plus cruciales pour aider l’organisme à éliminer les maladies. Il reste cependant beaucoup à apprendre sur leurs caractéristiques et fonctions fondamentales.

Depuis ses débuts au SDSU en 2008, les travaux de Hoppe ont lentement mais sûrement réduit à néant la nature vaste et inconnue de la fonctionnalité des macrophages dans la défaite des cellules cancéreuses.

Brady Fischer est un doctorant qui mène des recherches au laboratoire Adam Hoppe. Il est diplômé de l'Augustana College en 2017 avec un diplôme en biochimie. Durant son enfance, la mère de Fischer a reçu un diagnostic de cancer de la thyroïde. Bien qu'elle soit maintenant en rémission, son diagnostic a incité Fischer à poursuivre des études supérieures axées sur la recherche sur le cancer. Une chose en a entraîné une autre, et il a rejoint le Adam Hoppe Lab à l’été 2021.

Aujourd’hui, avec près de trois ans d’expérience en recherche, Fischer a joué un rôle central dans certains des derniers résultats de recherche du laboratoire Adam Hoppe.

“Cette recherche s'est concentrée sur un traitement spécifiquement pour les cancers à cellules B, comme le lymphome”, a déclaré Fischer. “Le rituximab est généralement la première ligne de traitement après un diagnostic. Il fait un excellent travail en mettant les gens en rémission, mais il a un problème : il ne guérit jamais complètement l'organisme de la maladie. L'une des choses que nous étudions est de savoir comment le le traitement agit dans le corps afin que nous puissions comprendre pourquoi il échoue.

Le rituximab est un médicament anticancéreux connu sous le nom d'anticorps monoclonal, qui cible les protéines, en particulier une protéine appelée CD20 présente sur les cellules B, à la surface des cellules cancéreuses. L’utilisation de ce médicament a été approuvée pour la première fois en 1997.

Lorsque les anticorps se fixent sur les cellules cancéreuses, les macrophages sont capables de les identifier. Les macrophages se trouvent dans tout le corps et lorsqu'ils identifient quelque chose qui n'est pas censé être là, ils engloutissent et éliminent la cellule, les débris cellulaires ou la substance étrangère par un processus appelé phagocytose.

“La tâche principale des macrophages dans le corps consiste simplement à manger des choses qui ne devraient pas être présentes”, a déclaré Fischer. “Pour cette recherche, nous voulions connaître les principes fondamentaux de la façon dont cela fonctionne et comment cela peut être appliqué aux immunothérapies pour les traitements contre le cancer.”

L’une des principales conclusions de cette recherche est que lorsque les macrophages identifient des anticorps à la surface d’une cellule cancéreuse, ils ne déclenchent pas immédiatement la phagocytose. Au lieu de cela, ils réorganisent d’abord les anticorps à la surface de la cellule cancéreuse avant de passer à la phagocytose. Comme l'explique Fischer, les premières preuves montrent que la réorganisation des anticorps permet aux macrophages de mieux engloutir la cellule cancéreuse. Cependant, cette information particulière doit être approfondie.

“Lorsque les macrophages sont capables de se réorganiser et de se restructurer, ils semblent fonctionner un peu mieux”, a déclaré Fischer.

Une autre découverte clé de cette recherche consistait à comprendre comment les macrophages décident d’engloutir une cellule.

Il existe deux modèles permettant aux chercheurs d'expliquer le processus de prise de décision du macrophage : le “modèle de fermeture éclair” et le “modèle de déclenchement”. Dans ce travail, les chercheurs se sont concentrés sur le modèle de déclenchement, décrit comme un « seuil de signal dont le macrophage a besoin » pour prendre une décision. Une fois le seuil de signal atteint, le macrophage décidera d’absorber la cellule et, un peu comme si on appuyait sur une gâchette, il tirerait, s’enroulerait puis avalerait la cellule.

“Lorsque le macrophage est capable de réorganiser le médicament sur la cellule cible, il est capable d'amplifier le seuil de signal”, a déclaré Fischer. “La capacité d'amplifier ce signal permet au macrophage de décider plus facilement de manger la cellule cible et de la détruire.”

Dans l’ensemble, le regroupement du médicament ciblé par les macrophages augmente la force du seuil du signal, une découverte importante qui aidera les chercheurs à mieux comprendre à la fois les macrophages et le médicament ciblé, le rituximab. Mais comme le note Hoppe, le processus de prise de décision du macrophage peut être encore plus complexe que le modèle de fermeture éclair ou de déclenchement, ce qui conduit son laboratoire à la prochaine étape de recherche, en acquérant une compréhension encore plus approfondie de ce processus.

“Nous allons essentiellement approfondir cette recherche, en jetant plus ou moins un coup d'œil 'sous le capot'”, a déclaré Fischer. “Que se passe-t-il (au niveau moléculaire) lorsque les macrophages réorganisent le médicament ? Cela semble aider. Pourquoi cela aide-t-il ? Pourquoi est-ce une bonne chose ? Comprendre ces questions est la prochaine étape.”

Fischer est à mi-chemin de ses études supérieures. Après avoir obtenu son doctorat, il espère devenir professeur.