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Development of a Bio-Inspired Blood Factory for Personalised Healthcare

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La prédiction des résultats et un traitement personnalisé pour la leucémie

L’approche universelle dans le secteur médical est peu à peu reléguée au second plan. Dans le domaine de l’hémato-oncologie, la transition vers des traitements personnalisés peut déjà être observée en chimiothérapie et en thérapie cellulaire. Toutefois, le projet BioBlood fait passer ces nouvelles approches au niveau supérieur.

SANTÉ

© CI Photos, Shutterstock

Dans le domaine de la thérapie cellulaire, les modèles de culture pour étudier le comportement des cellules tumorales, et leur réponse aux traitements, sont presque exclusivement bidimensionnels. Ils ne parviennent pas à saisir les trois dimensions de l’architecture de la moelle osseuse et, donc, ne génèrent que des cellules médiocres. BioBlood comble cette lacune grâce à une nouvelle génération de plateformes destinées à la culture 3D. «Nos plateformes offrent des fonctions de biomimétisme de la moelle osseuse par perfusion 3D dynamique dans un bioréacteur. Cette technique produit plusieurs types de cellules simultanément dans un environnement qui ne contient ni sérum ni cytokines», explique le professeur Athanasios Mantalaris, titulaire d’un doctorat à l’Imperial College London et coordinateur de BioBlood. Les cellules stromales produites par les plateformes de BioBlood sont fondées sur les cellules provenant du sang du cordon ombilical, comme celles observées dans la moelle osseuse. Une unité de sang du cordon ombilical peut être conservée en culture dynamique continue pendant au moins huit semaines. Cette capacité transforme la plateforme personnalisée ex vivo de BioBlood en une solution viable pour la production de composants sanguins. À l’avenir, elle pourrait s’utiliser pour effectuer des transfusions ou pour découvrir des cibles médicamenteuses personnalisées. Vers la chimiothérapie et l’immunothérapie personnalisées La chimiothérapie personnalisée, quant à elle, reste peu développée. Les doses actuelles des traitements classiques s’administrent en fonction du poids, de la taille et de l’indice de performance du patient. Mais, jusqu’à présent, les traitements ne sont pas parvenus à prendre en compte la cinétique des cellules leucémiques, ni même à quel point les mutations résistantes et les facteurs microenvironnementaux pourraient influencer cette cinétique cellulaire. BioBlood surmonte ces limites grâce au tout premier modèle in silico destiné aux traitements de précision et à l’optimisation des doses et des schémas thérapeutiques. «Nous avons entamé ce projet en essayant d’améliorer l’efficacité et la sécurité des traitements. Nous avons utilisé la modélisation in silico de paramètres obtenus lors de tests de diagnostic habituels chez des patients atteints de leucémie aiguë myéloblastique (LAM). À terme, nous pourrions combiner des paramètres spécifiques au patient et à la leucémie avec la pharmacodynamie et la pharmacocinétique des médicaments chimiothérapeutiques classiques. Nous avons également pu combiner ces éléments à des actions spécifiques des médicaments chimiothérapeutiques sur le cycle cellulaire, ainsi qu’expliquer l’hétérogénéité des différentes populations de cellules normales et de blastes leucémiques», explique le professeur Mantalaris. À partir des données acquises pendant le diagnostic du patient, le modèle mathématique in silico de BioBlood détermine la réponse au traitement (rémission complète, rémission partielle, maladie récidivante ou maladie résistante). Le modèle peut saisir la dynamique des neutrophiles pendant tous les cycles de chimiothérapie, ainsi qu’aider à optimiser les doses et les schémas thérapeutiques pour améliorer l’efficacité du traitement et réduire la toxicité. «Ces résultats sont déterminés grâce à des ensembles de données rétrospectives issus des patients traités pour la LAM. Nous nous trouvons désormais dans les phases de planification d’un essai clinique prospectif pour évaluer si ces résultats peuvent être prévus de manière dynamique. En cas affirmatif, ce modèle in silico pourrait entraîner un changement radical dans le futur traitement de la LAM. Ce modèle permettrait des schémas dynamiques pour augmenter l’efficacité de la chimiothérapie et réduire la toxicité», explique le professeur Mantalaris. La plateforme in silico de traitement de précision peut intégrer la chimiothérapie classique et les immunothérapies innovantes dans son modèle mathématique. Même si le Brexit a compromis les opportunités de mettre en place un projet de suivi financé par l’UE, le consortium a créé une entreprise dérivée appelée πiChemo et entend se concentrer sur le marché américain.

Mots‑clés

BioBlood, leucémie, médecine personnalisée, thérapie cellulaire, chimiothérapie, LAM, culture 3D, modèle in silico, toxicité

Informations projet

N° de convention de subvention: 340719

État

Projet clôturé

  • Date de début

    1 Janvier 2014

  • Date de fin

    31 Decembre 2018

Financé au titre de:

FP7-IDEAS-ERC

  • Budget total:

    € 2 498 903

  • Contribution de l’UE

    € 2 498 903

Institution d'accueil:

IMPERIAL COLLEGE OF SCIENCE TECHNOLOGY AND MEDICINE

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