Suivi du système immunitaire

Le système immunitaire humain est complexe, avec de multiples types cellulaires répartis dans tout le corps, prêts à lancer une attaque au premier signe d'infection. Cependant, il n'y a pas eu d'outil clinique pour mesurer une réponse immunitaire lorsqu'elle se déplace dans le corps. Un tel outil serait utile pour surveiller les réactions immunitaires à des maladies telles que le cancer. Il y a eu des cas dans lesquels le système immunitaire combat avec succès une tumeur, et d'autres dans lesquels il stimule la croissance tumorale. Trouver un médicament efficace pour traiter le cancer est également délicat, car de nombreux médicaments suppriment en fait la fonction immunitaire, provoquant des infections qui pourraient mettre la vie en danger. Comprendre comment le système immunitaire réagit à certains cancers et médicaments pourrait aider les cliniciens à mieux diagnostiquer et traiter les patients.

Réaction immunitaire : Une nouvelle sonde d'imagerie TEP éclaire les cellules immunitaires lorsqu'elle attaque l'infection chez une souris. Les zones vertes indiquent la présence de cellules immunitaires actives.

Les scientifiques du Jonsson Comprehensive Cancer Center de l'UCLA ont développé une sonde d'imagerie pour la tomographie par émission de positons (TEP) qui suit une réponse immunitaire dans tout le corps alors qu'il combat le cancer et les infections. Les scientifiques ont publié les résultats de leur étude dans l'édition en ligne de la revue Médecine naturelle .

L'objectif des chercheurs n'était pas de suivre des types spécifiques de cellules immunitaires, mais d'imager une réponse immunitaire dans son ensemble. Pour ce faire, ils ont recherché un processus biologique caractéristique de la plupart des types de cellules immunitaires et ont développé une sonde pour mesurer ce processus.

Si nous voulions mesurer un type de cellule spécifique, comme une cellule T, nous aurions pu fabriquer un marqueur et attacher un radionucléotide, explique Owen Blanc , chercheur au Jonsson Comprehensive Cancer Center de l'UCLA et auteur principal de l'étude. Mais nous voulions un moniteur plus global de plusieurs types de cellules, et nous sommes arrivés à examiner un processus fondamental appelé la voie de récupération de l'ADN.

Cette voie est essentiellement un mécanisme de recyclage de l'ADN que les cellules immunitaires utilisent pour générer rapidement et efficacement de nouvelles cellules. La plupart des cellules du corps peuvent générer des cellules à partir de zéro, construisant lentement de nouvelles cellules à partir du glucose et des sucres. Cependant, en présence d'une infection, les cellules immunitaires doivent agir rapidement pour fabriquer plus de cellules de défense. Ces cellules recyclent des morceaux flottants de nucléotides – les éléments constitutifs de l'ADN – à partir d'aliments ou de cellules mourantes, produisant plus d'ADN qui produit ensuite de nouvelles cellules immunitaires.

Pendant l'infection, il y a beaucoup de renouvellement de l'ADN, dit Caïus Radu , professeur adjoint de pharmacologie moléculaire et médicale à l'UCLA. Il s'agit essentiellement d'un mécanisme permettant à ces cellules de piéger et de fabriquer efficacement de l'ADN.

Radu, Witte et leurs collègues ont conçu une sonde pour détecter l'activité de recyclage de l'ADN. Plus précisément, la sonde détecte une enzyme particulière impliquée dans la première étape du recyclage de l'ADN au sein des cellules immunitaires. Sans cette enzyme, le processus ne peut pas continuer. L'équipe a conçu une sonde de détection d'enzymes en modifiant la structure moléculaire d'un médicament de chimiothérapie courant appelé gemcitabine. Après une vaste sélection de médicaments, les chercheurs ont découvert que ce médicament particulier était efficace pour pénétrer dans les cellules immunitaires. Ils ont ensuite légèrement modifié le composé de sorte qu'en présence de l'enzyme de recyclage de l'ADN, le composé soit phosphorylé et, essentiellement, arrêté dans son élan. Si l'enzyme n'est pas présente, le composé passe simplement à travers la cellule.

L'équipe de Witte a également attaché un radiolabel à la sonde qui, lors d'un PET scan, brille lorsqu'il pénètre dans une cellule. L'équipe a ensuite testé la sonde sur des souris. Les chercheurs ont d'abord injecté à des souris un virus oncogène, qui a provoqué le développement d'une tumeur. Cette tumeur particulière est immunogène, ce qui signifie que le système immunitaire la reconnaît facilement et l'attaque rapidement. Après l'injection du virus, l'équipe a ensuite injecté la sonde et effectué des scans PET.

C'est essentiellement comme une carte thermique, et s'il y a beaucoup de cellules immunitaires, c'est rouge ; si moins, vert ; et encore moins, bleu, dit Radu. Cela a l'air spectaculaire. Vous pouvez voir une image tridimensionnelle de cette souris et voir ces ganglions lymphatiques drainants, qui sont proches de la tumeur, et les voir s'allumer.

L'équipe a pu suivre la réponse immunitaire au fur et à mesure que la tumeur se développait, et elle a constaté que les zones autour de la tumeur s'éclairaient le plus après 10 à 14 jours, une durée typique pendant laquelle une réponse immunitaire peut éliminer une infection.

Radu dit qu'à l'avenir, les cliniciens pourront peut-être utiliser cette nouvelle sonde PET pour imager les réponses immunitaires, en plus d'utiliser d'autres techniques, telles que la tomodensitométrie, qui peuvent imager les tumeurs. Combinées, ces techniques peuvent permettre aux médecins de voir une tumeur rétrécir au fur et à mesure que le système immunitaire du corps attaque afin qu'ils puissent déterminer l'efficacité de différentes thérapies.

Ronald Germain , chef adjoint du laboratoire d'immunologie de l'Institut national des allergies et des maladies infectieuses, déclare que bien que les images du groupe soient impressionnantes, il n'est toujours pas tout à fait clair si des cellules autres que les cellules immunitaires sont imagées, un effet qui pourrait créer une image imprécise. .

Ce n'est pas une sonde complètement spécifique, vous n'allez donc pas dire quel type de cellule est présent sur un site, ce qui peut être très important pour établir un diagnostic à l'avenir, explique Germain. Cependant, il existe un réel besoin de développer des moyens d'évaluer les réponses immunitaires sans avoir à faire de biopsies, et c'est l'une des nombreuses approches qui pourraient être utilisées.

Les chercheurs cherchent maintenant à développer une sonde plus spécifique, en plus de leur sonde d'imagerie générale. Radu et ses collègues examinent systématiquement les structures chimiques pour en trouver d'autres qui ressemblent à la gemcitabine. L'équipe prévoit de tester ces composés les uns contre les autres pour voir lesquels peuvent avoir la plus grande sensibilité et spécificité pour détecter certains types de cellules immunitaires.

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