Un atlas pour mieux soigner le cancer de la prostate

Le projet de Jean-Philippe Theurillat de l’Université de la Suisse italienne est le premier projet du PNR 79 à avoir conclu sa phase de recherche. Il permet de mesurer de manière systématique l’adéquation de différents modèles de laboratoire avec les tumeurs de vrais patients. « La situation est difficile pour les scientifiques », explique Jean-Philippe Theurillat, « du fait du manque de données, le choix d’un modèle cellulaire relève plus de la profession de foi que d’une décision dûment informée ». C’est là qu’intervient son équipe.

Peu de comparaisons malgré des décennies passées à développer des modèles

Au cours des dernières décennies, une myriade de méthodes différentes ont été développées pour cultiver des cellules humaines en laboratoire, dans l’espoir de réduire ou de remplacer les expériences menées sur des animaux. Ces dernières années, les cultures dites d’organoïdes (de petites structures cellulaires en trois dimensions) ont été largement encouragées car on considère qu’il s’agit de la méthode la plus avancée. Toutefois, aucune de ces approches n’a été comparée de façon systématique à des tumeurs humaines réelles. Dans une large mesure, les chercheur·euses choisissent ainsi les modèles de laboratoire par habitude ou sur la base de suppositions plutôt que de s’appuyer sur des données robustes.

L’expression des gènes comme point de repère

L’équipe de recherche comble cette lacune. Par le biais du profilage de l’expression génique, une méthode qui identifie les gènes actifs dans une cellule, elle a comparé des cellules cancéreuses de la prostate cultivées dans différentes conditions de laboratoire à des échantillons de tumeurs prélevés sur de vrais patients. Les chercheur·euses ont ensuite utilisé l’intelligence artificielle pour déterminer les conditions de laboratoire qui correspondaient le mieux aux procédés à l’œuvre dans les tumeurs humaines. Pendant tout le processus, l’équipe a donné la priorité à des protocoles économiques et réalistes convenant à un usage quotidien en laboratoire.

Un outil gratuit à la disposition des chercheur·euses

Le Prostate Cancer Atlas est au cœur de ce projet. Cet outil, basé sur l’informatique en nuage, permet aux équipes de recherche de téléverser leurs propres données afin d’identifier le degré de ressemblance entre leur modèle de laboratoire et des tissus de tumeurs humaines, et le stade de la maladie auquel le modèle correspond le mieux. À ce jour, l’atlas compte plus de 400 utilisateur·rices régulier·ères issu·es du monde universitaire et de l’industrie. Il intègre actuellement 1365 échantillons, et une mise à jour portant ce nombre à près de 3000 est prévue pour l’automne 2025.

Le Prostate Cancer Atlas donne aux chercheur·euses du monde universitaire et de l’industrie une méthode concrète et fondée sur des données pour évaluer les forces et les faiblesses de leurs modèles de laboratoire. Il leur permet également d’identifier dans leurs données expérimentales des schémas qui reflètent des processus réels dans la progression de la maladie ou dans la résistance aux traitements hormonaux. C’est un élément crucial du point de vue des 3R : plutôt que de sélectionner un modèle par convention, les chercheur·euses peuvent désormais prendre des décisions plus éclairées, et mieux comprendre dans quelle mesure leurs résultats en laboratoire correspondent aux processus observés chez de vrais patients.

Cette approche ne se limite pas au cancer de la prostate : elle peut être appliquée plus largement et transposée à d’autres modèles de maladies (par ex., au cancer du sein ou du poumon). L’équipe de Jean-Philippe Theurillat fait également partie de Can-Map, une demande de subvention d’infrastructure de l’UE réunissant des partenaires de six pays européens, qui vise à étendre le concept de l’atlas aux cancers du sein, de la prostate, colorectal et du poumon.