Au cœur du système immunitaire se trouvent les lymphocytes T, véritable équipe de sécurité formée pour détecter et éliminer tout élément nuisible dans l’organisme : virus, bactéries et même cellules cancéreuses. Mais comment ces gardes du corps parviennent-ils à distinguer les bons des méchants?
C’est la question Ă laquelle les Pres Raquel Cuella Martin et Heather Melichar, de l’UniversitĂ© ĐăÉ«Ö±˛Ą, tentent de rĂ©pondre. Dans le cadre de leur Ă©tude financĂ©e par l’initiative D2R, Deep mutagenesis approaches to decode T cell receptor-antigen recognition, elles cherchent Ă comprendre comment les lymphocytes T dĂ©tectent les menaces. Grâce Ă ce savoir ainsi qu’à la gĂ©nĂ©tique, Ă l’intelligence artificielle (IA) et Ă l’immunologie, elles mettront au point une nouvelle approche afin d’amĂ©liorer les traitements contre le cancer.
Comment fonctionnent les lymphocytes T?
Les lymphocytes T possèdent des récepteurs particuliers qui agissent comme des clés. Ces clés sont conçues pour s’adapter à des « serrures » spécifiques (appelées « antigènes ») situées sur d’autres cellules. Lorsque clé et serrure sont bien assorties, le lymphocyte T sait qu’il a trouvé une cible et déclenche une réaction immunitaire.
Le hic, c’est qu’il existe des millions de combinaisons clé-serrure. Trouver l’antigène auquel se liera un récepteur de lymphocyte T n’est pas chose simple, et c’est pourtant essentiel à la conception de traitements qui agiront sur les bonnes cibles, tout en épargnant les cellules saines.
« Il ne s’agit pas seulement de donner plus de cibles aux lymphocytes T, explique la Pre Melichar, immunologue. La qualité compte plus que la quantité. Ce qui importe, ce n’est pas le nombre de cibles que poursuivra le lymphocyte T, mais bien la qualité de ces cibles. »
Les bonnes cibles
La Pre Cuella Martin, experte en génie génomique, explique : « Pour créer des vaccins efficaces, il faut vraiment bien exploiter la puissance des lymphocytes T. Et pour ce faire, il faut comprendre comment le petit morceau de protéine inclus dans un vaccin – l’antigène – déclenche une réaction immunitaire. C’est une pièce maîtresse du puzzle ».
Les deux chercheuses travaillent donc à la conception d’une plateforme permettant l’étude des interactions entre divers récepteurs des lymphocytes T et divers antigènes. Grâce à cette méthode, appelée « mutagenèse profonde », on peut tester l’efficacité de millions de combinaisons. La grande quantité de données ainsi obtenues sont ensuite analysées au moyen de l’intelligence artificielle (IA). L’IA permet d’identifier des combinaisons récepteur-antigène caractéristiques et de prédire lesquelles sont les plus susceptibles de provoquer des réactions immunitaires sûres et efficaces.
« Nous avons besoin de plateformes et d’algorithmes de prédiction qui nous permettront de choisir les bonnes cibles pour les lymphocytes T », explique la Pre Melichar.
« Nous en sommes encore aux premiers stades, ajoute la Pre Cuella Martin; il s’agit pour l’instant d’une étude de validation de concept, mais à terme, l’objectif est de produire suffisamment de données pour pouvoir dire : “Cet antigène est probablement celui qui générera la réaction la plus forte des lymphocytes T” ou “Ce récepteur de lymphocyte T est celui qui est le plus susceptible de détecter et de tuer les cellules tumorales”. Ces connaissances revêtent une importance cruciale, tant pour les vaccins contre les maladies infectieuses que pour les immunothérapies anticancéreuses. »
L’inclusivité en recherche
De nombreux traitements contre le cancer fonctionnent différemment selon l’individu, notamment parce que la génétique diffère d’une personne à l’autre, en particulier en ce qui a trait au système immunitaire. Ainsi, les protéines qui aident les lymphocytes T à repérer les antigènes, appelées « molécules HLA », varient d’une personne à l’autre.
Or, la majeure partie de la recherche effectuée à ce jour porte sur les types HLA présents chez les personnes d’origine européenne. Il se pourrait donc que des personnes d’autres origines n’aient pas pu bénéficier des traitements fondés sur ces données.
C’est pourquoi les Pres Cuella Martin et Melichar veillent à ce que leurs travaux portent sur des paires lymphocytes T-HLA présentes chez tous les individus, indépendamment de leur race ou de leur origine ethnique.
« L’inclusivité est cruciale dans la conception de la recherche, plaide la Pre Cuella Martin. Nous devons prendre toutes les populations en considération afin que nos traitements soient efficaces dans des conditions génétiques diverses. »
Quelle est la prochaine Ă©tape?
À court terme, l’équipe espère trouver les récepteurs de lymphocytes T « parfaits », c’est-à -dire qui sont suffisamment puissants pour combattre les cellules cancéreuses, mais épargnent les cellules saines. Cet équilibre, la « zone optimale », est essentiel à la mise au point de traitements sûrs et efficaces.
À long terme, la recherche pourrait permettre de redéfinir le mode de conception des vaccins contre le cancer. « Je pense, dit la Pre Cuella Martin, que nos travaux pourraient avoir de multiples retombées, non seulement pour les vaccins à ARN, mais aussi pour de nombreux types de traitements reposant ou non sur l’ARN. Parce qu’au fond, nous cherchons à déterminer quels antigènes sont les plus susceptibles de déclencher une réaction des lymphocytes T, et quels lymphocytes T sont les plus aptes à réagir. C’est un savoir essentiel pour l’amélioration des traitements sur tous les fronts, des maladies infectieuses au cancer. »
Pour en savoir plus sur le projet financé par D2R du professeure Cuella Martin, regardez la vidéo ci-dessous :
