Découvertes de l’année 2013, le palmarès de Science

Premier billet de l’année, et comme l’an dernier, je le consacre aux dix avancées scientifiques jugées les plus importantes de l’année par les éditeurs du journal Science. Au menu, beaucoup de biologie!

Avancée de l’année: l’immunothérapie anticancéreuse

L’année dernière, Science avait placé la découverte du boson de Higgs en tête de son palmarès. Annoncée en juillet 2012 par les chercheurs du Centre Européen pour la Recherche Nucléaire (CERN), la découverte a été couronnée comme la dernière pièce manquante du modèle standard qui décrit les particules et les forces fondamentales.

L’avancée de l’année 2013 n’est pas du même genre: il ne s’agit pas d’une trouvaille unique et récente bénéficiant d’un haut degré de certitude, mais plutôt de premiers pas vers la validation d’une stratégie thérapeutique contre le cancer initiée dans les années 1990. L’immunothérapie anticancéreuse n’est certainement pas une solution miracle contre le cancer, et il reste beaucoup à apprendre sur le sujet. Néanmoins, elle représente une option nouvelle et prometteuse dans la lutte contre le cancer: au lieu de s’attaquer directement à la tumeur, l’objectif est de modifier le système immunitaire du patient pour l’amener à se débarrasser lui-même de la tumeur.

Le développement de l’immunothérapie anticancéreuse a ses origines dans la recherche fondamentale, qui petit à petit augmente notre compréhension de la biologie humaine. Comprendre la biologie des tumeurs et pourquoi notre système immunitaire nous fait parfois défaut, laissant des cellules cancéreuses se développer, est crucial pour le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques, mais il arrive aussi que des avancées soient faites grâce aux recherches menées dans des domaines non directement liés au cancer.

Un des exemples d’immunothérapie anticancéreuse donné par l’article de Science est celui d’un anticorps ciblant une molécule appelée CTLA-4 (cytotoxic T lymphocyte antigen 4). Cette molécule est présente sur la surface de cellules immunitaires appelées cellules T et agit comme un frein, limitant l’étendue de l’attaque menée par ces cellules. Découverte en 1987, ce n’est qu’en 1996 que des expériences ont montré que des anticorps reconnaissant spécifiquement cette protéine contribuaient à faire régresser des tumeurs chez la souris. Il a ensuite fallu un peu plus de dix ans – et l’engagement d’une petite entreprise de biotechnologies, puis d’un grand laboratoire pharmaceutique – pour développer un traitement anticancéreux pour l’homme à partir de ces données, et ensuite obtenir les premiers résultats (prometteurs) dans un essai clinique randomisé contrôlé chez des patients atteints d’un mélanome avancé.

Étant donné que l’immunothérapie anticancéreuse n’est pas exactement une avancée soudaine, mais un processus de développement long et difficile, pourquoi les éditeurs de Science l’ont-ils choisie comme l’avancée de l’année 2013? Leur argument est que le nombre d’essais cliniques prometteurs est maintenant suffisant pour établir le potentiel de l’immunothérapie comme nouvelle voie thérapeutique dans le traitement du cancer. Le nombre de patients ayant pour l’instant bénéficié d’immunothérapies reste restreint et les bénéfices eux-mêmes peuvent être limités, mais l’idée de stimuler le système immunitaire du patient pour qu’il se batte plus efficacement contre le cancer ouvre de nouvelles avenues thérapeutiques. Des vaccins thérapeutiques contre le cancer apprenant au système immunitaire à reconnaître et à tuer les cellules cancéreuses, aux anticorps levant les freins qui limitent les attaques menées par les cellules immunitaires, l’espoir est de trouver des thérapies plus efficaces et comportant moins d’effets secondaires (une amélioration non-négligeable par rapport aux traitements anticancéreux disponibles actuellement).

L’étendue de l’impact de l’immunothérapie sur l’évolution des traitements anticancéreux reste à voir, mais l’immunothérapie offre d’ores et déjà de nouvelles pistes pour le développement de nouvelles thérapies.

Si vous souhaitez en savoir plus, l’article de Science est ici, et le journal scientifique Nature propose également tout un supplément sur le sujet (les deux sont en accès libre).

Le reste du palmarès

– un nouvel outil pour modifier le génome, appelé système CRISPR/Cas.

En 2012, les TALENs, des nucléases permettant de couper l’ADN à un endroit spécifique et prédéfini, étaient déjà présentes dans le palmarès de Science. 2013 a vu arriver un nouveau type d’outil permettant également de modifier l’ADN avec haute précision et efficacité, du génome de bactéries ou de levures à celui de cellules murines ou humaines: le système CRISPR/Cas. Pour donner une idée du contexte au lecteur qui n’a jamais essayé d’insérer, de modifier ou de supprimer un gène précis dans, par exemple, le génome d’une souris (pas juste parce que c’est possible, mais pour comprendre le rôle de ce gène dans la vie de la cellule, du tissu et de l’organisme entier), il faut savoir qu’il y a 10 ans, les chercheurs n’avaient pas facilement les moyens de choisir et de contrôler l’endroit d’un génome où ils souhaitaient insérer ou supprimer une séquence d’ADN.

(Pour un peu plus d’informations sur les TALENs et CRISPR/Cas, j’ai écrit un petit billet sur le sujet il y a environ un an.)

– une nouvelle technique d’imagerie du cerveau, appelée CLARITY, qui permet de littéralement voir au travers d’un cerveau de souris (post-mortem) tout en laissant les structures intra- et intercellulaires intactes et en permettant l’utilisation de techniques de marquage traditionnelles pour identifier les protéines et types cellulaires présents

– la reconnaissance croissante du rôle important que jouent les bactéries vivant au sein du corps humain (le microbiote), dans la santé et la maladie, que ce soit leur influence sur le fonctionnement du système immunitaire ou leur contribution au développement de l’obésité et de la malnutrition

– une étude montrant qu’au-delà de son effet sur la mémoire, le métabolisme et le système immunitaire, le sommeil joue un rôle important dans le “nettoyage” et la réparation du cerveau

– la pérovskite, un matériau de cellule solaire peu coûteux et facile à faire, capable de convertir plus de 15% de l’énergie solaire en électricité (plus que les capacités des technologies actuelles), et qui pourrait éventuellement être couplé aux panneaux solaires classiques en silicium pour atteindre un rendement de 30%

– et: la fabrication de “mini-organes” rudimentaires dans des boîtes de culture à partir de cellules souches pluripotentes, l’utilisation de données issues de la biologie structurale pour concevoir des vaccins efficaces contre des virus particulièrement habiles à échapper aux attaques du système immunitaire, l’obtention de cellules souches embryonnaires à partir d’un zygote humain cloné, et le suivi de rayons cosmiques jusqu’à leur origine dans les vestiges de supernovae.

Pour en savoir plus sur toutes ces avancées scientifiques, directement à la source, vous pouvez jeter un oeil au numéro spécial de Science “Breakthrough of the year 2013” (20 December 2013 vol 342, issue 6165, pages 1438-1439).

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