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empêche les tumeurs de se reproduire

25/07/2021 à 10:00 CEST

Des chercheurs suisses ont utilisé pour la première fois la théorie de l’information pour surveiller in vivo le développement de mécanismes de résistance aux thérapies ciblant le cancer.

L’un des principaux problèmes de l’oncologie moderne est la réponse adaptative des cellules cancéreuses aux thérapies qui les ciblent spécifiquement.

Au début du traitement, ces thérapies combattent souvent efficacement la tumeur, mais une résistance adaptative apparaît alors qui permet aux cellules tumorales de se multiplier à nouveau.

Bien que cette réponse adaptative soit théoriquement réversible, ce revers fait face à de nombreux mécanismes moléculaires qui permettent aux cellules cancéreuses de s’adapter et de résister au traitement.

Théorie de l’information

Théorie de l’informationL’analyse de ces mécanismes adaptatifs est entravée par la complexité des relations de cause à effet caractéristiques de ces processus, qui sont extrêmement difficiles à observer in vivo à travers des échantillons tumoraux.

Pour mieux surmonter cet obstacle, une équipe de l’Université de Genève (UNIGE) et des Hôpitaux universitaires de Genève (HUG) a utilisé pour la première fois la théorie de l’information afin d’objectiver les régulations moléculaires qui interviennent dans les mécanismes de réponse adaptative et sa modulation, pour réaliser par la suite une combinaison thérapeutique capable d’atténuer ses processus défensifs.

La théorie de l’information constitue l’une des avancées scientifiques les plus importantes du XXe siècle : elle gère la mesure de l’information et sa représentation, ainsi que la capacité des systèmes à transmettre et à traiter l’information.

Ses applications s’étendent à de multiples domaines, tels que la physique, la chimie, la biologie, la robotique, la cryptographie, l’informatique et la linguistique, entre autres.

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Réglementation biologique

Réglementation biologiquePour prévenir la résistance aux thérapies ciblées, les scientifiques doivent comprendre les mécanismes moléculaires de la réponse adaptative, et ils pensent que la théorie de l’information peut être applicable à la dynamique moléculaire.

Les mécanismes moléculaires de la réponse adaptative provoquent parfois des variations dans l’expression des gènes, de sorte que les thérapies visant à prévenir la progression du cancer doivent modifier ou empêcher ces variations.

Le problème est que la description de ces mécanismes moléculaires adaptatifs et de leur modulation sous l’effet d’une combinaison thérapeutique est très souvent réalisée dans des cellules isolées en culture. Ils ne sont pas validés dans le tissu tumoral du corps.

Théorie de l’information pour les tumeurs

Théorie de l’information pour les tumeursPour pallier cette limitation, l’équipe de l’Université de Genève (UNIGE) et des Hôpitaux Universitaires de Genève (HUG) a eu recours à la Théorie de l’Information, déjà utilisée auparavant en biologie, principalement pour quantifier la signalisation cellulaire et comprendre les réseaux de régulation génétique impliqués dans mécanismes d’adaptation.

“Cette méthode statistique permet de lier deux paramètres impliqués dans un mécanisme en mesurant la réduction d’incertitude sur l’un des paramètres lorsque la valeur de l’autre paramètre est connue”, explique Rastine Merat, l’une des chercheuses, dans un communiqué.

Pour ce développement, en appliquant la théorie de l’information, les scientifiques procèdent par étapes : la première chose qu’ils font est d’obtenir des biopsies de tumeurs (ici des mélanomes) à différents stades de leur développement, lors d’un traitement dans un modèle murin.

Ensuite, et grâce à l’analyse immunohistochimique, c’est-à-dire de différentes sections des tumeurs, ils mesurent automatiquement l’expression des protéines impliquées dans le mécanisme de réponse adaptative.

Approche mathématique

Approche mathématique« L’approche mathématique de la théorie de l’information est facilement applicable aux techniques de routine, telles que l’immunohistochimie, et permet de valider la pertinence des mécanismes étudiés in vivo, même s’ils surviennent dans une minorité de cellules et de manière transitoire », assure le cité chercheur.

Ainsi, les scientifiques peuvent non seulement valider dans un organisme vivant les mécanismes moléculaires qu’ils étudient, mais aussi l’impact de combinaisons thérapeutiques innovantes qui résultent de la compréhension de ces mécanismes.

“De même, nous pouvons utiliser cette approche dans les essais thérapeutiques comme marqueur prédictif de la réponse aux combinaisons thérapeutiques qui cherchent à prévenir la résistance adaptative”, poursuit-il.

« Cette méthode, développée dans un modèle de mélanome, pourrait être appliquée à d’autres cancers pour lesquels il existe les mêmes problèmes de résistance adaptative aux thérapies ciblées et pour lesquels des approches de thérapies combinées basées sur la compréhension des mécanismes en jeu sont en cours de développement », conclut Rastine Merat. .

Référence

RéférenceUne surveillance mutuelle in vivo basée sur l’information de la réponse adaptative aux thérapies ciblées dans le mélanome. Aurore Bugi-Marteyn et al. Neoplasia, Volume 23, Numéro 8, Août 2021, Pages 775-782. DOI : https://doi.org/10.1016/j.neo.2021.06.009

Photo du haut : Institut national du cancer.

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