Biotechnologie
Thérapie génique : déverrouiller les innovations dans le traitement, la détection et le développement de médicaments contre le cancer
L’histoire de l’utilisation des gènes comme outil pour traiter les humains remonte à près de cinq décennies, marquant un moment charnière dans la science médicale.
En 1972, le concept de thérapie génique a été considéré pour la première fois comme une forme de traitement. Cette idée révolutionnaire a été introduite dans un article intitulé “Thérapie génique pour les maladies génétiques humaines ?” publié dans la revue Science et écrit par T Friedman et R Roblin.
Dans cet article, les auteurs affirment que “la thérapie génique peut améliorer certaines maladies génétiques humaines à l’avenir.” Ils ont appelé à des recherches continues “axées sur le développement de techniques de thérapie génique.” Cet appel à la recherche a marqué le début d’une nouvelle ère en médecine génétique.
En effet, il a fallu attendre 18 ans pour que le premier essai de thérapie génique sur des humains ait lieu en 1990. Cet essai a été un pas important vers l’avant, ouvrant la voie à de nouvelles avancées. En 2003, un autre jalon important a été atteint avec l’achèvement du Projet Génome Humain.
Lancé en octobre 1990 et achevé en avril 2003, le Projet Génome Humain est considéré comme l’une des plus grandes réalisations scientifiques de l’histoire de l’humanité pour avoir généré la première séquence du génome humain.
En suivant cette voie de progrès scientifique, un autre jalon a été atteint lorsque la Chine a approuvé la première thérapie génique pour traiter les cancers de la tête et du cou.
Puisque ce développement marque le début de la ligne de traitements que nous discutons ici, examinons cela plus en détail.
Le premier produit de thérapie génique approuvé pour le cancer
En 2003, l’Administration chinoise des aliments et des médicaments (CFDA) a approuvé Gendicine, un adénovirus recombinant humain p53, développé par Shenzhen SiBino GeneTech Co. Ltd. Il est entré sur le marché commercial en tant que produit de thérapie génique pour traiter le cancer de la tête et du cou. La thérapie est conçue pour être administrée par injection intratumorale minimalement invasive ainsi que par perfusion intracavitaire ou intravasculaire.
Une étude scientifique qui a examiné les performances de la thérapie pendant les 12 premières années a constaté que l’entreprise a fabriqué 41 lots de Gendicine et 169 571 flacons. Impressionnamment, la thérapie a pu être administrée sans qu’aucun problème grave ne soit signalé, à l’exception d’une fièvre transitoire associée au vecteur dans 50-60 % des patients, qui a persisté pendant quelques heures seulement.
Essais de thérapie génique subséquents
Après l’application réussie de l’essai de thérapie génique en Chine, les progrès ont continué. En 2005, le premier essai de thérapie génique pour l’hémophilie B a commencé à utiliser la technologie de vecteur AAV.
Les vecteurs AAV servent d’outils bioingénieurs pour transporter et délivrer du matériel génétique de manière sûre aux tissus et cellules touchés en utilisant un virus non enveloppé. Ensuite, en 2017, les États-Unis ont approuvé la première thérapie génique pour une maladie génétique connue pour avoir causé la cécité.
Avec de nouvelles avancées scientifiques à réaliser dans ce domaine, il est évident que les traitements basés sur les gènes ouvriront de nouvelles perspectives pour traiter des maladies aussi graves que celles causées par différents types de cancer.
Mais avant de plonger plus profondément dans cet espace, il est essentiel de savoir ce que signifient différents termes liés à la thérapie génique, qui incluent l’ingénierie génétique, le génome, la génomique et la séquençage du génome.
Qu’est-ce que l’ingénierie génétique ?
Le National Human Genome Research Institute définit l’ingénierie génétique comme un processus qui “utilise des technologies de laboratoire pour modifier la composition en ADN d’un organisme.”
La modification de la composition en ADN peut se produire de différentes manières, englobant une gamme de techniques. Elle peut modifier une seule paire de bases, choisir de supprimer une région entière d’ADN pour la remplacer par un nouveau segment, ou même travailler entre espèces où un gène d’une espèce est introduit dans un organisme d’une autre espèce. Cette polyvalence de l’ingénierie génétique en a fait un outil essentiel entre les mains des fournisseurs de solutions de thérapie contre le cancer.
Qu’est-ce que la génomique ?
La génomique est l’étude des gènes et se concentre sur la compréhension de la manière dont tous les gènes d’une personne interagissent les uns avec les autres et avec l’environnement de la personne. Ce domaine implique une étude approfondie de divers composants, notamment l’ADN, les cellules, les histones, les nucléosomes et les chromosomes. Le terme ‘génomique’ est dérivé de ‘génome’, qui fait référence à l’ensemble complet d’ADN d’un organisme. Chaque cellule du corps humain est remarquable pour contenir une copie complète de près de 3 milliards de paires de bases d’ADN.
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Qu’est-ce que le séquençage du génome ?
Les génomes sont des codes génétiques qui aident à distinguer un organisme d’un autre. Comme chaque humain a des empreintes digitales différentes, tous les organismes ont un code génétique unique. Par conséquent, le séquençage du génome aide à reconnaître les modèles d’identification uniques pour chaque organisme distinct, qu’il s’agisse d’une bactérie, d’un légume ou d’un mammifère.
Quatre principaux composants contribuent à rendre le séquençage du génome un processus complet :
- Coupure de l’ADN
- Codage à barres de l’ADN
- Séquençage de l’ADN
- Analyse des données
Avec tous ces outils d’examen des gènes développés au fil des ans, la communauté scientifique et médicale a réalisé beaucoup de progrès dans le traitement de maladies graves, notamment le cancer. Dans les prochains segments, nous verrons comment la manipulation des gènes nous amène dans nos efforts de détection et de traitement du cancer.
La menace du cancer : l’empereur de toutes les maladies
Le médecin et oncologue américain d’origine indienne Siddhartha Mukherjee a qualifié à juste titre le cancer d'”empereur de toutes les maladies” dans son livre de 2010, une description qui reste poignante étant donné l’impact de la maladie. Écho à ce sentiment, la Société américaine du cancer estime que près de deux millions de nouveaux cas de cancer et plus de 600 000 décès liés au cancer ont été enregistrés aux États-Unis en 2022.
Selon une autre étude de 2020, le cancer du poumon était la principale cause de décès liés au cancer dans le monde, avec une estimation de 1,8 million de décès (18 %), suivi du cancer colorectal (9,4 %), du cancer du foie (8,3 %), du cancer de l’estomac (7,7 %) et du cancer du sein chez la femme (6,9 %).
Sur une note plus inquiétante, l’étude a anticipé une augmentation de 47 % de la charge mondiale du cancer par rapport aux niveaux de 2020. Elle a prévu 28,4 millions de cas en 2040, soit plus de 9 millions de cas de plus que les 19,3 millions de cas observés en 2020.
Les chiffres peignent un tableau sombre, et il est essentiel de renforcer les efforts innovants pour détecter le cancer à un stade précoce afin que les médecins et les médecins aient suffisamment de temps pour traiter leurs causes profondes et les guérir. Prometteusement, de multiples efforts basés sur les gènes ont donné des résultats positifs dans cette direction.
Entreprises utilisant le séquençage du génome pour la détection et le traitement du cancer
1. SeekInCare
SeekInCare, une solution de SeekIn Inc., est un test de détection du cancer multi-cancer basé sur le sang capable de détecter plus de vingt types de cancer. Cette solution avancée utilise le séquençage du génome complet à partir de l’ADN libre de cellules, une technologie centrale pour sa capacité de diagnostic.
Comme le définit les Centers for Disease Control and Prevention, le séquençage du génome complet est une procédure de laboratoire pour déterminer l’ordre des bases dans le génome d’un organisme. Les bases nucléotidiques sont ce qui constitue la génétique unique d’un organisme.
Les chercheurs ont étudié l’efficacité du test sur 617 patients atteints de cancer, obtenant des résultats notables. Ils ont pu identifier 404 d’entre eux, avec un taux de sensibilité de 65,5 % et une spécificité de 97,9 %. Les résultats ont montré que plus le stade du cancer était élevé, plus la sensibilité du test était élevée. Alors qu’il était de 46,9 % pour le cancer de stade I, ce taux a augmenté à 81,8 % pour le cancer de stade IV.
Dans une étude prospective réalisée dans le monde réel auprès de 1 203 patients, le test a offert une sensibilité de 60,0 % et une spécificité de 96,1 %.
Fondée au début de 2018, SeekIn Inc. est une entreprise de biotechnologie qui se concentre sur la détection précoce du cancer multi-cancer basé sur le sang. Elle croit que la détection précoce du cancer peut entraîner une réduction du taux de mortalité d’une marge de 15 %.
Outre SeekInCare, elle dispose également de solutions comme SeekInCure et SeekIn Clarity. SeekInCure surveille la récidive du cancer et évalue le risque pour les patients ayant subi une intervention chirurgicale pour le cancer. Et pour atteindre son objectif, la solution s’appuie sur la surveillance de la variation du génome du cancer dans l’ADN libre de cellules des patients.
SeekInClarity aide à surveiller la réponse au traitement. Pour atteindre son objectif, SeekInClarity cartographie le génome du cancer de manière panoramique en utilisant des données de séquençage du génome complet superficiel (sWGS).
Basée en Chine, SeekIn est une entreprise privée et a reçu un financement initial de la part de Green Pine Capital Partners et d’un autre investisseur en 2018. Le montant du financement n’a pas été divulgué.
2. Editas Medicines
Editas Medicine utilise l’édition de gènes pour développer des médicaments contre le cancer et d’autres maladies graves. Sa méthode d’édition de gènes SLEEK aide à développer la prochaine génération de médicaments de thérapie cellulaire pour le cancer. Editas a son nucléase AsCas12a ingénierie, ce qui l’aide à livrer une efficacité élevée, un chevauchement de plusieurs transgènes, des cellules souches induites par les cellules iPSC, les cellules T et les cellules tueuses naturelles (NK).
(EDIT )
Récemment, Editas a publié ses résultats du troisième trimestre 2023, fournissant des informations sur la performance financière de l’entreprise pendant cette période. Pour les trois mois qui se sont terminés le 30 septembre 2023, l’entreprise a enregistré plus de 5 millions de dollars de revenus de collaboration et de recherche et développement. De plus, pour les neuf mois qui se sont terminés le 30 septembre 2023, le chiffre d’affaires s’élevait à plus de 18 millions de dollars.
3. Beam Therapeutics
En décembre 2022, la Food and Drug Administration (FDA) des États-Unis a levé la suspension clinique et a approuvé la demande d’autorisation d’investigation nouvelle (IND) pour BEAM-201 pour traiter la leucémie aiguë lymphoblastique T-cellulaire (T-ALL)/le lymphome lymphoblastique T-cellulaire (T-LL) en rechute/réfractaire. BEAM-201 était un candidat de développement de cellules T éditées multiplex, anti-CD7, développé par Beam Therapeutics, connu pour développer des médicaments génétiques de précision grâce à l’édition de base.
(BEAM )
Pour les trois mois qui se sont terminés le 30 septembre 2023, Beam Therapeutics Inc. a enregistré un revenu de licence et de collaboration de plus de 17 millions de dollars. Pour les neuf mois qui se sont terminés le 30 septembre 2023, le chiffre d’affaires de l’entreprise était de plus de 61 millions de dollars, soit une augmentation significative par rapport aux près de 41 millions de dollars gagnés au cours des neuf premiers mois de 2022.
Outre les entreprises publiques bien connues comme Beam et Editas qui effectuent des tests de solutions génétiquement modifiées pour le cancer, des recherches universitaires et organisationnelles sont également en cours. Beaucoup d’entre elles promettent d’ouvrir des opportunités passionnantes pour guérir ou réduire considérablement la menace du cancer à l’avenir.
Une méthode de détection précoce pour le cancer du pancréas
Une équipe de chercheurs des États-Unis, de Chine, de Corée du Sud et du Japon ont développé et testé un panneau de biomarqueurs capable de détecter de petites quantités de matériel génétique ARN qui proviennent des cellules cancéreuses du pancréas et qui circulent dans le sang. Ceux-ci sont appelés circRNA.
Les chercheurs ont utilisé des méthodes de profilage d’expression génomique à l’échelle du génome pour effectuer une étude approfondie d’échantillons de patients, conduisant à la découverte de biomarqueurs de cancer du pancréas basés sur la circRNA. Cela aiderait à distinguer les tumeurs cancéreuses du pancréas des spécimens de tissus normaux dans les corps de patients atteints de cancer du pancréas à un stade précoce. Selon l’étude, le test “a présenté une robuste précision diagnostique”.
Erkut Borazanci, MD, directeur de la recherche de la division de recherche sur le cancer de l’HonorHealth Research Institute, a élaboré sur l’importance de la méthode. Il a déclaré :
“Lorsque le cancer du pancréas est détecté à un stade précoce, les chances de survie sont nettement plus élevées que lorsqu’il est diagnostiqué à un stade avancé. Par conséquent, il existe un grand besoin de développer de nouvelles méthodes pour détecter le cancer du pancréas.”
Cette méthode est le bon pas vers le développement d’une telle méthode novatrice.
Découvertes basées sur les gènes et l’avenir du traitement du cancer
Sans aucun doute, les gènes sont au cœur de notre existence physiologique, soulignant la complexité et l’importance de l’étude génétique. Travailler avec les gènes nécessite donc des méthodes sophistiquées. Mais lorsqu’elles sont effectuées avec soin, des approches comme l’ingénierie génétique, le séquençage du génome et d’autres thérapies basées sur les gènes ont le potentiel de nous libérer du risque de cancer dans une large mesure.
Cependant, ce n’est pas seulement une question de guérison, car cela aide également à détecter de nombreux cancers à un stade précoce. Et la détection précoce est souvent ce qui aide à éradiquer le cancer de ses racines.
Pour que les traitements basés sur la thérapie génique soient plus efficaces à long terme, ils devraient résoudre certains défis. Ils devraient s’occuper des défis liés aux échantillons, des défis spécifiques à la séquence de nouvelle génération et à la séquence d’un comparateur non maligne. Les analyses computationnelles et l’interprétation des variants pourraient également poser des obstacles.
Cependant, tous ces défis peuvent être résolus efficacement grâce à des recherches innovantes et à des efforts de collaboration entre les instituts de recherche, les médecins et les oncologues, les centres de soins de santé et les fabricants de médicaments. Le traitement ne doit pas affecter les régions non cancéreuses et ne doit pas introduire de changements physiologiques qui pourraient s’avérer nocifs à long terme, même si le cancer est guéri à court terme.
Dans les jours à venir, nous pouvons nous attendre à voir davantage de fonds de recherche et de développement affluant dans le domaine des thérapies basées sur les gènes pour le cancer, avec des industries pharmaceutiques à l’échelle mondiale qui devraient investir davantage. C’est crucial car la portée est considérable, et nous avons besoin de solutions sûres et évolutives.
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