De nouvelles recherches pourraient transformer la façon dont la médecine traite le cancer à l'ère de l'IA

(Dan Tri) - De nouvelles découvertes sur l'horloge biologique et le métabolisme cellulaire sont considérées comme la clé pour ouvrir la voie à des traitements anticancéreux plus efficaces à l'ère de l'intelligence artificielle.

Lors de l'atelier « Matériaux avancés, technologies énergétiques et soins de santé à l'ère de l'intelligence artificielle » organisé dans le cadre de la Semaine des sciences et technologies VinFuture 2025, le professeur Dang Van Chi a présenté des recherches montrant que les rythmes circadiens et le métabolisme cellulaire jouent un rôle clé dans la détermination de l'efficacité de l'immunothérapie et des médicaments ciblés.

Le professeur Dang Van Chi parle de « Rythmes biologiques, métabolisme du cancer et immunothérapie » (Photo : Hai Yen).

Les rythmes circadiens jouent un rôle essentiel dans le contrôle des cellules cancéreuses

Le rythme circadien est considéré comme l'un des systèmes de régulation les plus importants du corps humain. Ce mécanisme repose sur un réseau de gènes fonctionnant selon un cycle de 24 heures. Parmi eux, BMAL1 et CLOCK sont deux facteurs essentiels qui contribuent à la régulation du sommeil, du métabolisme énergétique, des hormones et de l'homéostasie.

Lorsque l'horloge biologique fonctionne de manière rythmique, les cellules ont des périodes d'activité et de repos bien définies. Lorsque ce rythme est déphasé, la capacité de réparation de l'ADN est réduite et de nombreux processus vitaux sont perturbés.

Des analyses publiées dans Cell Metabolism et Nature Reviews Cancer montrent que la perturbation du rythme circadien affecte non seulement le sommeil et le métabolisme, mais affaiblit également le système immunitaire. Lorsque les cellules immunitaires sont activées au mauvais moment, l'organisme a plus de difficultés à détecter et à éliminer les cellules anormales susceptibles de devenir des germes de cancer.

Pour mieux comprendre ce mécanisme, les scientifiques utilisent souvent des modèles animaux. Il s'agit de la méthode standard en recherche biomédicale car elle permet de contrôler les gènes, l'environnement et l'activité cellulaire, ce qui est impossible chez l'humain. Dans de nombreuses expériences, on choisit des souris car leur patrimoine génétique et leurs mécanismes biologiques sont similaires à ceux de l'humain.

Lorsque les chercheurs ont supprimé le gène BMAL1 chez des souris, les animaux ont présenté toute une série de signes de troubles tels que le vieillissement prématuré, un déséquilibre métabolique et une formation tumorale plus rapide que la normale.

Ces résultats suggèrent que lorsque l'horloge circadienne est désactivée, les cellules perdent leur capacité à se diviser de manière contrôlée et sont plus susceptibles de connaître un état de prolifération anormale.

Pour expliquer ce mécanisme, le professeur Dang Van Chi a déclaré : « L’horloge biologique est comme un centre de commande. Elle détermine quand les cellules doivent être actives et quand elles ont besoin de se reposer pour se réparer. Lorsque ce mécanisme est perturbé, le processus de division cellulaire devient chaotique et crée les conditions propices à l’apparition de cellules cancéreuses. »

Les rythmes circadiens influencent également l'activité du système immunitaire. De nombreuses études internationales ont montré que les lymphocytes T et les macrophages sont plus actifs le matin.

On pense que c'est la raison pour laquelle les patients répondent généralement mieux à l'immunothérapie lorsqu'elle est administrée à ce moment précis. Une approche thérapeutique basée sur le calendrier biologique devrait permettre une efficacité accrue et réduire la toxicité inutile.

La reprogrammation métabolique prépare le terrain pour une prolifération incontrôlée

Dans sa présentation sur le mécanisme moléculaire du cancer, le professeur Chi a souligné le rôle central du gène MYC. Ce gène, parmi les plus influents dans le développement du cancer, est présent dans la plupart des cancers courants.

Ce gène favorise non seulement la division cellulaire, mais perturbe également le rythme circadien de la cellule. Lorsque ce rythme moléculaire est perturbé, les cellules cancéreuses échappent aux mécanismes de contrôle naturels et continuent de proliférer.

Durant son séjour à l'Université de Californie à San Francisco, le professeur Chi a été le premier à démontrer le lien entre l'hyperactivité de MYC et des changements profonds dans la façon dont les cellules produisent de l'énergie.

Lorsque MYC est fortement activé, la cellule devient plus dépendante de la glycolyse et de la production de lactate. Cette cascade de réactions est contrôlée par l'enzyme lactate déshydrogénase A.

Des études publiées par le Wistar Institute et Johns Hopkins montrent que MYC favorise l'hyperactivation de la LDH A, ce qui amène les cellules à entrer dans un état métabolique anormal connu sous le nom d'effet Warburg.

Dans l'effet Warburg, les cellules cancéreuses consomment du glucose à un rythme effréné et produisent une grande quantité d'acide lactique, même en présence d'oxygène. Ce processus leur fournit une source d'énergie rapide pour proliférer continuellement. L'acide lactique s'accumule, acidifiant le milieu autour de la tumeur.

Cela perturbe l'activité des cellules immunitaires, car de nombreuses cellules T ne peuvent pas fonctionner efficacement en milieu acide. C'est l'un des moyens par lesquels les cellules cancéreuses créent une zone de sécurité qui leur permet d'échapper aux attaques.

Le professeur Chi affirme que le métabolisme est le fondement de la croissance. Si nous parvenons à perturber l'approvisionnement énergétique, nous affaiblissons l'avantage principal de la tumeur.

Partant de ce principe, son laboratoire a mis au point un groupe de molécules capables d'inhiber la LDH. Des expériences menées sur des modèles murins ont montré que les inhibiteurs de la LDH réduisaient le taux de croissance tumorale et amélioraient significativement le microenvironnement.

Lorsque le taux d'acide lactique diminue, les cellules immunitaires peuvent pénétrer et agir plus efficacement. Notamment, l'association d'inhibiteurs de la LDH et d'anticorps anti-PD1 a permis d'observer, dans de nombreux modèles, une disparition complète des tumeurs.

Cependant, cette approche se heurte encore à un obstacle majeur : les globules rouges dépendent entièrement de la glycolyse pour leur énergie. Lorsque la LDH est inhibée, ils deviennent vulnérables aux dommages et à l’hémolyse.

C’est pourquoi l’équipe de recherche continue de développer des molécules plus sélectives qui ciblent les cellules cancéreuses tout en limitant l’impact sur les cellules saines.

L'alimentation et le microbiote intestinal modulent la réponse immunitaire

Ces dernières années, le microbiome intestinal a été considéré comme l'un des domaines les plus influents dans le traitement du cancer.

Des études publiées dans Nature Medicine et Cell montrent que les bactéries intestinales facilitent non seulement la digestion, mais participent également à la régulation immunitaire.

Plusieurs équipes de recherche ont constaté que les patients présentant différents microbiotes réagissent différemment à l'immunothérapie. Certaines bactéries stimulent l'activité des lymphocytes T, tandis que d'autres rendent plus difficile la reconnaissance des cellules cancéreuses par le système immunitaire.

Pour étudier ce lien, les scientifiques se sont concentrés sur la choline, un nutriment que l'on trouve couramment dans la viande et les fruits de mer.

Une fois dans l'intestin, la choline est décomposée par certaines bactéries en TMA. Le foie convertit ensuite le TMA en TMAO.

Plusieurs études indépendantes menées par l'Institut du cancer Ludwig et l'Université Johns Hopkins ont démontré que les taux de TMAO dans le sang des patients atteints d'un cancer du foie sont étroitement liés à l'efficacité du traitement. Les patients présentant des taux élevés de TMAO répondent souvent mal à l'immunothérapie anti-PD1 et ont une espérance de vie plus courte.

Pour tester ce mécanisme, les équipes de recherche ont mené des expériences sur des souris. Lorsqu'elles étaient soumises à un régime alimentaire riche en choline, les niveaux de TMAO augmentaient considérablement.

Par conséquent, l'immunothérapie devient moins efficace, même lorsque le médicament est administré à la dose et au moment appropriés. À l'inverse, lorsque l'enzyme bactérienne responsable de la formation de TMA est inhibée, les taux de TMAO diminuent significativement et le système immunitaire devient plus actif. La capacité à répondre aux anti-PD-1 est rétablie.

D’après le professeur Chi, l’avenir du traitement du cancer reposera probablement sur une combinaison de médicaments à action ciblée sur le métabolisme, d’immunothérapie, de nutrition adaptée au rythme circadien et de surveillance continue par intelligence artificielle. Cette combinaison permettra de créer un modèle de traitement complet et personnalisé.

Les recherches qu'il mène depuis 30 ans ont prouvé que le cancer n'est pas seulement une maladie due à une mutation génétique, mais aussi à un dérèglement de l'horloge biologique, à un déséquilibre métabolique et à un déséquilibre immunitaire.

Ce n'est qu'en comprenant l'ensemble de ces niveaux de régulation que la médecine peut concevoir des traitements véritablement efficaces.

Source : https://dantri.com.vn/suc-khoe/nghien-cuu-moi-co-the-thay-doi-cach-y-hoc-dieu-tri-ung-thu-trong-thoi-ai-20251204183852856.htm