Mélanome, la haute technologie « éclaire » les cellules et découvre si l’immunothérapie fonctionnera

Naples – Un biomarqueur pour comprendre à l’avance si l’immunothérapie pour lutter contre le mélanome fonctionnera. En étant capable d’établir où se trouvent exactement les cellules immunitaires et quelles sont leurs interactions au sein du mélanome, il est possible de prédire la réponse à l’immunothérapie. Et tout cela grâce à l’Intelligence Artificielle. Ce sont les résultats d’une recherche qui a examiné 42 biopsies avant traitement de patients atteints de mélanome avancé, à travers un panel d’immunofluorescence multiple de 28 marqueurs.

Illuminer les cellules

Une technologie a été utilisée qui permet à différentes populations cellulaires d’être simultanément « éclairées » dans le même échantillon, identifiant quelles cellules immunitaires sont présentes, où elles se trouvent dans le tissu tumoral et comment elles interagissent les unes avec les autres. Ainsi, les chercheurs ont pu cartographier avec précision la distribution des cellules dans le microenvironnement tumoral et corréler ces modèles avec les résultats cliniques, en identifiant les configurations cellulaires associées à une réponse meilleure ou pire à l’immunothérapie.

Les résultats de l’étude SECOMBIT, présentés à Naples à l’occasion de la XVIe édition du Melanoma Bridge et de la XIe édition de l’Immunotherapy Bridge, montrent tout le potentiel de l’alliance entre biologie spatiale et intelligence artificielle, promettant de rendre le traitement du mélanome métastatique personnalisé et prédictif.

Biologie spatiale

« Nous savons que l’immunothérapie ne fonctionne pas chez tous les patients. La biologie spatiale peut aider à comprendre cela à l’avance. C’est une discipline de pointe qui combine la microscopie avancée et l’analyse moléculaire. Nous avons réussi à cartographier avec une précision millimétrique la position et les interactions des cellules immunitaires au sein du microenvironnement tumoral – explique-t-il. Paolo Asciertoprofesseur titulaire d’oncologie à l’Université Federico II de Naples, président de la Fondation Melanoma Onlus et directeur de l’unité d’oncologie du mélanome, d’immunothérapie oncologique et de thérapies innovantes de l’Institut Pascale de Naples et auteur principal de l’étude -. En pratique, nous avons non seulement regardé combien de cellules sont présentes, mais surtout où elles se trouvent et comment elles communiquent entre elles. Cette vision spatiale est fondamentale pour comprendre la dynamique immunitaire de la tumeur. »

L’intelligence artificielle pour examiner les données

Des lumières de différentes couleurs apparaissent sur les moniteurs des laboratoires de recherche, révélant les interactions entre les cellules immunitaires et le microenvironnement tumoral. Une multitude de données à trier qui prendraient beaucoup de temps à trier. Mais l’intelligence artificielle rend tout plus rapide. « L’IA a été entraînée à reconnaître des modèles cellulaires et moléculaires complexes, en parvenant à corréler les données histologiques avec les résultats cliniques – précise Ascierto –. En substance, l’IA a appris à prédire quels patients bénéficieront le plus des différentes combinaisons thérapeutiques ».

L’étude

Les chercheurs ont analysé trois approches thérapeutiques et pour chacune ont identifié des combinaisons spécifiques de cellules et leurs interactions qui sont en corrélation avec des résultats cliniques meilleurs ou pires. Basé sur la géographie de la tumeur, les patients qui avaient des lymphocytes T (les « soldats » immunitaires qui détruisent les cellules tumorales) avec des marqueurs particuliers (CD8 PD-L1+ et CD4 ICOS+) ont le mieux répondu. La survie était encore plus élevée lorsque les « soldats » armés du marqueur PD-1+ se trouvaient au bord invasif de la tumeur, surtout s’ils interagissaient avec les cellules T CD4 PD-L1+.

Les chercheurs ont également examiné les macrophages, des cellules du système immunitaire qui peuvent initialement combattre les tumeurs, mais qui, dans certains cas, peuvent être reprogrammées pour favoriser la croissance, la vascularisation, l’évasion immunitaire et les métastases. « Nous avons vu – explique Ascierto – que si les macrophages se trouvent au bord de la tumeur, le patient se porte moins bien. L’IA peut comprendre tous ces mécanismes et nous donner le résultat ».

Médecine prédictive

L’étude SECOMBIT représente un pas en avant vers la médecine prédictive de précision, dans laquelle la biologie spatiale et l’IA collaborent pour la première fois avec les chercheurs. Une méthode qui, au fil du temps, permettra d’identifier plus rapidement la thérapie personnalisée pour le patient, apportant, outre un bénéfice pour la santé, également une réduction des coûts de traitement. « Aujourd’hui, la biologie spatiale est utilisée dans d’importants laboratoires italiens et étrangers et mon groupe a contribué à son développement – conclut Ascierto -. L’intégration de ces technologies innovantes nous permet de comprendre plus en profondeur la dynamique immunitaire de la tumeur et d’anticiper les bénéfices des combinaisons thérapeutiques ».