Mieux identifier ses antigènes pour vaincre son cancer

  • Forum
  • Le 2 novembre 2016

  • Dominique Nancy
Cet instrument est une innovation en mobilité ionique qui accroît de façon considérable la sensibilité des spectromètres de masse.

Cet instrument est une innovation en mobilité ionique qui accroît de façon considérable la sensibilité des spectromètres de masse.

Crédit : Amélie Philibert

En 5 secondes

Une nouvelle forme de mobilité ionique pourrait faciliter le développement de la médecine personnalisée et de l’immunothérapie.

C’est un petit instrument simple en apparence. Et pourtant, l’innovation pourrait faire progresser la lutte contre la leucémie et faire avancer la médecine personnalisée comme aucune autre technologie auparavant.

La FAIMS (acronyme pour high-field asymmetric waveform ion mobility spectrometry), une nouvelle forme de mobilité ionique, accroît de façon considérable la sensibilité des spectromètres de masse de sorte qu’il serait possible de repérer et de quantifier les protéines et antigènes présents dans les échantillons de cellules provenant de patients. «À ce jour, il était extrêmement difficile de caractériser les protéines et antigènes vu la complexité impressionnante des informations qu’ils représentent. Cette problématique est récurrente en protéomique, car le signal qu’on veut détecter est souvent de petite amplitude et masqué par l’abondance des autres signaux. C’est la forêt qui cache l’arbre», explique Pierre Thibault.

L’augmentation de sensibilité qu’apporte la FAIMS permettrait d’explorer des limites de détection jusque-là jamais atteintes et faciliterait le développement d’une médecine personnalisée. Au laboratoire du professeur et chercheur à l’Institut de recherche en immunologie et en cancérologie (IRIC) de l’Université de Montréal, une étape cruciale pour la médecine personnalisée a été franchie. En collaboration avec le chercheur Jean-Jacques Dunyack, de Thermo Fisher Scientific, l’équipe de Pierre Thibault est parvenue à accroître d’un facteur de 10 la sensibilité et la spécificité des spectromètres de masse avec la technologie FAIMS. Un exploit! «On pense que cela sera suffisant pour déceler des biomarqueurs spécifiques des cellules cancéreuses», lance le chercheur.

Pierre Thibault y croit fermement. Mais il se montre tout de même prudent. Si tout fonctionne comme prévu, l’innovation modifiera la manière de mettre au jour les biomarqueurs liés aux maladies à partir de cellules cancéreuses humaines. Un tour de force qui promet une accélération des découvertes issues de la recherche en santé et en médecine. Cette technologie pourrait s’inscrire dans le cadre d’études cliniques afin de trouver des biomarqueurs ou des antigènes propres aux cancers des patients.

1,7 M$ de Génome Canada

Mais qu’est-ce que la spectrométrie de masse? «C’est en quelque sorte une balance moléculaire, un instrument de mesure précis et sensible qui donne la masse moléculaire de composés aussi complexes que les anticorps, signale Pierre Thibault. On s’en sert entre autres pour la caractérisation des protéines des organismes vivants.»

Couplée à la spectrométrie de masse, la FAIMS permettrait de repérer un élément parmi des milliers ainsi que d’analyser et de quantifier les échantillons de quelques millionièmes de gramme… La forêt ne cache plus l’arbre! C’est un peu comme si les chercheurs avaient découvert une touche magique, celle qui, à la manière de la fonction Rechercher dans un logiciel de traitement de texte, permet d’analyser par balayage un génome entier et d’y dépister les mutations de l’ADN… Les avantages significatifs de la FAIMS dans la détection des peptides et la mesure des protéines ont été démontrés dans une étude dont les résultats sont parus en juillet 2015 dans le Journal of Mass Spectrometry.

Le professeur Thibault, qui a dirigé le service d’analyse des protéines à Caprion Pharmaceuticals, ne cache pas sa satisfaction de voir ce projet aboutir. «Cela fait plus de 10 ans que nous travaillons à la mise au point de cette technologie», confie-t-il. À son arrivée à l’Université de Montréal en 2004, Pierre Thibault a notamment eu pour mandat de concevoir une importante plateforme protéomique et des outils bio-informatiques pour la reconnaissance et la quantification de protéines dans des extraits cellulaires complexes. Aujourd’hui, cette plateforme fait partie de l’infrastructure de l’IRIC. Grâce à une récente subvention de 1,7 M$ de Génome Canada, son équipe veut améliorer la plateforme afin de permettre le repérage d’antigènes pour les programmes d’immunothérapie contre la leucémie ainsi que le repérage ciblé de mutations au sein des cellules cancéreuses.

Thérapie cellulaire

Grâce à la technologie FAIMS, les experts pourront bientôt déceler les subtiles mutations responsables de l’évolution des cancers. Et, à la clé, soigner d’innombrables maladies à partir d’une médecine personnalisée, c’est-à-dire offrir un traitement en fonction des besoins de chaque patient, une approche précieuse dans le domaine de l’immunothérapie anticancéreuse. Un atout crucial: comme chaque cancer est caractérisé par des mutations spécifiques, utiliser des thérapies ciblées, visant précisément ces mutations, assurerait une prise en charge plus efficace des malades.

Mais le dépistage des mutations dans les cellules cancéreuses est essentiel si l’on veut réussir à activer le système immunitaire de patients pour qu’il élimine de lui-même la maladie. D’où l’importance de l’innovation FAIMS. «C’est là une des lacunes de notre système immunitaire et la raison de la progression des cancers, précise Pierre Thibault. Il y a une sorte de tolérance qui s’établit dans l’organisme et celui-ci ne reconnaît plus les antigènes. L’idée est de repérer les lymphocytes T et de leur apprendre à débusquer et à détruire les assaillants. Les cellules T modifiées pourraient ensuite être réinjectées au patient comme une thérapie qui permettrait de combattre les cellules tumorales pouvant réapparaître.»

L’intérêt clinique de cette approche fait présentement l’objet d’une étude menée par le Centre d'excellence en thérapie cellulaire de l'Hôpital Maisonneuve-Rosemont auprès de patients leucémiques. Une première qui ouvre la voie à une véritable révolution… «Certes, la validité du concept de la thérapie cellulaire a déjà été démontrée. Mais c’est la première fois que des chercheurs seront passés à travers la chaîne complète de l’application d’une telle thérapie, soit de la découverte d’antigènes à l’injection chez des patients», fait valoir M. Thibault.

Les résultats de cette étude sont attendus en 2017. 

  • Le professeur Pierre Thibault devant un spectromètre de masse. Couplée à cet instrument de mesure de la masse moléculaire d'organismes vivants, l'innovation FAIMS permet de détecter un élément parmi des milliers.

    Crédit : Amélie Philibert