Les scientifiques de Duke-NUS ont innové dans une thérapie anticancéreuse utilisant le virus Zika pour tuer sélectivement les cellules cancéreuses du cerveau, présentant ainsi une option thérapeutique pleine d'espoir pour les patients atteints de glioblastome. Cette approche exploite les souches du virus Zika pour cibler efficacement les cellules tumorales tout en épargnant les cellules saines, offrant potentiellement une nouvelle voie pour traiter les tumeurs cérébrales agressives avec des options de traitement actuellement limitées.
Les scientifiques ont découvert que les souches vaccinales du virus Zika éradiquent les cellules tumorales cérébrales tout en épargnant les cellules saines.
Les scientifiques de la Duke-NUS Medical School (Duke-NUS) ont développé une nouvelle approche utilisant le Zika virus pour détruire les cellules cancéreuses du cerveau et inhiber la croissance tumorale, tout en épargnant les cellules saines. En utilisant des candidats vaccins contre le virus Zika développés à Duke-NUS, l’équipe a découvert comment ces souches ciblent les cellules à prolifération rapide par rapport aux cellules matures, ce qui en fait une option idéale pour cibler les cellules cancéreuses à croissance rapide dans le cerveau adulte.
Leurs conclusions, publiées dans le Journal de médecine translationnellepourraient offrir une nouvelle alternative thérapeutique aux patients atteints d'un cancer du cerveau qui ont actuellement un mauvais pronostic.
Le glioblastome multiforme est le cancer malin du cerveau le plus répandu, avec plus de 300 000 patients diagnostiqués chaque année dans le monde. Les taux de survie de ces patients sont faibles (environ 15 mois), principalement en raison de l’incidence élevée de récidive tumorale et des options thérapeutiques limitées. Pour ces patients, la virothérapie oncolytique – ou l’utilisation de virus modifiés pour infecter et tuer les cellules cancéreuses – pourrait relever les défis thérapeutiques actuels.
La promesse du virus Zika en virothérapie oncolytique
Le virus Zika est l’une de ces options en phase de développement précoce. L’équipe Duke-NUS a utilisé des souches de vaccin vivant atténué contre le virus Zika (ZIKV-LAV), qui sont des virus « affaiblis » avec une capacité limitée à infecter les cellules saines mais qui peuvent néanmoins se développer rapidement et se propager au sein d’une masse tumorale.
« Nous avons sélectionné le virus Zika car il infecte naturellement les cellules du cerveau qui se multiplient rapidement, nous permettant ainsi d’atteindre les cellules cancéreuses qui sont traditionnellement difficiles à cibler. Nos souches ZIKV-LAV se répliquent également dans les cellules cancéreuses du cerveau, ce qui en fait une thérapie vivante qui peut se propager et attaquer les cellules malades voisines », a déclaré le Dr Carla Bianca Luena Victorio, première auteure de l'article et chercheuse principale au Cancer & Stem. Programme de recherche en biologie cellulaire à Duke-NUS.
Neurones humains cultivés infectés par ZIKV-LAV. Infection en rose et noyaux cellulaires en bleu. Crédit : Faculté de médecine Duke-NUS
Le Dr Victorio et l'équipe ont déterminé que les souches ZIKV-LAV étaient très efficaces pour infecter les cellules cancéreuses, car ces virus se lient à des protéines présentes à des niveaux élevés uniquement dans les cellules cancéreuses et non dans les cellules saines. En infectant une cellule cancéreuse, ces souches virales détournent les ressources de la cellule pour se reproduire, tuant finalement la cellule. Lorsque la membrane protectrice de la cellule cancéreuse se rompt lors de sa mort, elle libère son contenu, y compris la descendance virale qui peut infecter et tuer les cellules cancéreuses voisines. De plus, certaines protéines cellulaires libérées par les cellules infectées peuvent activer une réponse immunitaire pour inhiber davantage la croissance tumorale.
Grâce à leurs expériences, l’équipe a observé que l’infection par les souches ZIKV-LAV provoquait la mort de 65 à 90 pour cent des cellules tumorales multiformes du glioblastome. Alors que les souches ZIKV-LAV ont également infecté 9 à 20 pour cent des cellules des vaisseaux sanguins du cerveau, l’infection n’a pas tué ces cellules saines. En revanche, la souche originale du virus Zika a tué jusqu’à 50 pour cent des cellules cérébrales saines.
Les scientifiques ont également découvert que les souches de ZIKV-LAV n’étaient pas capables de se reproduire correctement, même lorsqu’elles parvenaient à infecter des cellules saines. La quantité de virus mesurée dans les cellules cérébrales saines infectées par le ZIKV-LAV n’était que de 0,36 à 9 fois supérieure à celle d’avant l’infection. En revanche, la quantité de virus dans les cellules cancéreuses du cerveau infectées par le ZIKV-LAV était de 100 à un milliard de fois supérieure à celle d’avant l’infection. Cela illustre en outre que les conditions dans les cellules cancéreuses sont nettement plus propices à la reproduction du virus que dans les cellules normales.
Orientations et applications futures
« Depuis l’épidémie du virus Zika en 2016, on s’inquiète naturellement de la nature du virus et de ses effets dévastateurs. Grâce à nos travaux, nous espérons présenter le virus Zika sous un nouveau jour en mettant en évidence son potentiel à tuer les cellules cancéreuses. Lorsqu’un virus vivant est atténué, de sorte qu’il soit sûr et efficace pour lutter contre les maladies infectieuses, il peut être bénéfique pour la santé humaine, non seulement en tant que vaccin, mais également en tant qu’agent puissant d’éradication des tumeurs », a déclaré la professeure adjointe Ann-Marie Chacko. du programme de recherche en biologie du cancer et des cellules souches de Duke-NUS. Elle est également l'auteur principal de l'article.
De droite, la professeure adjointe Ann-Marie Chacko, le professeur adjoint Alfred Sun, le Dr Carla Bianca Luena Victorio et le professeur Ooi Eng Eong avec une culture de leurs souches vaccinales Zika. Crédit : Faculté de médecine Duke-NUS
Les souches virales vivantes atténuées ont été initialement développées comme vaccin par le groupe du professeur Ooi Eng Eong du programme de recherche sur les maladies infectieuses émergentes de Duke-NUS. À titre de contrôle, les souches virales ont également été testées sur des neurones cérébraux ou des cellules nerveuses cultivées à partir de cellules souches humaines par l'équipe du professeur adjoint Alfred Sun du programme de recherche en neurosciences et troubles du comportement de Duke-NUS. Cela fournit un outil de dépistage fiable pour évaluer la sécurité et l’efficacité de l’utilisation du virus comme thérapie dans les cellules humaines.
Le groupe du professeur adjoint Chacko améliore ces souches et d'autres souches du virus Zika pour augmenter leur capacité à tuer non seulement les cellules cancéreuses du cerveau, mais également d'autres types de cellules cancéreuses, tout en les rendant plus sûres pour une utilisation chez les patients. Ils modifient également le virus afin qu’il puisse être visualisé de manière non invasive après avoir été injecté à un patient. Cela permettra aux médecins de surveiller où va le virus chez le patient et combien de temps il reste fonctionnel dans la tumeur.
À cette fin, le groupe envisage de commercialiser ses souches virales à la fois comme vaccin contre le Zika et comme traitement contre le cancer du cerveau, et potentiellement d’autres cancers, comme le cancer des ovaires.
Le professeur Patrick Tan, vice-doyen principal pour la recherche à Duke-NUS, a déclaré : « Il s'agit d'un excellent exemple de la manière dont différents programmes de recherche au sein de l'école se réunissent pour exploiter leurs diverses expertises afin de faire progresser les connaissances médicales et d'améliorer la vie des patients. Les informations précieuses de l’équipe pourraient un jour se traduire par une nouvelle option de traitement pour contrôler la croissance tumorale ou même offrir un remède contre le cancer.
