Les cellules cancéreuses dans le collimateur : des technologies brevetées permettent de combattre les tumeurs avec précision

Rares sont les maladies auxquelles les médecins et les chercheurs se consacrent autant que le cancer. Il faut dire que les chiffres sont alarmants : au cours de la seule année 2012, plus de 13 millions de nouveaux cas ont été signalés, et la tendance est à la hausse.

Le Centre international de Recherche sur le Cancer (CIRC) s'attend même à 22,2 millions de nouveaux cas par an d'ici à 2030, soit une progression de 75 % par rapport à l'année 2008.

Dans le même temps, le cancer, notamment lorsqu'il affecte les seins, les poumons et les voies intestinales, demeure toujours l'une des principales causes de décès dans le monde : l'Organisation mondiale de la Santé (OMS) estime ainsi que cette maladie devrait coûter la vie à plus de 13 millions de personnes par an d'ici à 2030. 

Face au cancer, les acteurs politiques ne restent pas non plus inactifs : en 2008, l'Union européenne a ainsi donné naissance au Partenariat européen pour la lutte contre le cancer. L'objectif : réduire de 15 % (510 000 cas) le nombre de nouveaux cas de cancer au sein l'UE d'ici à 2020 en recourant à la prévention.

Dans la lutte contre le cancer, les médecins bénéficient de plus en plus de l'assistance du laboratoire de recherche. Un certain nombre de formes nouvelles de thérapies permettent d'offrir de meilleures chances de guérison tout en présentant des effets secondaires moindres par rapport à la radiothérapie, à la chimiothérapie et aux interventions chirurgicales conventionnelles.

Les lauréats et les finalistes suivants du Prix de l'inventeur européen comptent également au nombre des inventions brevetées les plus importantes dans la lutte contre le cancer :

Jérôme GalonJérôme Galon : L'Immunoscore®, un test plus fiable pour le cancer

Lauréat, Prix de l’inventeur européen 2019 (Recherche)

Jérôme Galon a ouvert une nouvelle voie dans le diagnostic du cancer en développant un outil de diagnostic in vitro qui quantifie la réponse immunitaire des patients atteints par un cancer. Baptisé Immunoscore, il utilise un petit échantillon de tissu extrait chirurgicalement de la tumeur primaire d’un patient.

Un scanner spécialisé prend des images numériques des échantillons tumoraux et le logiciel compte le nombre de cellules immunitaires positives. Le logiciel calcule alors un Immunoscore global pour le patient basé sur la concentration de cellules T trouvées. Cela permet aux médecins d’avoir une compréhension sans précédent tant de la sévérité du cancer que du risque de récidive et de mort aux différentes étapes du traitement.


Matthias MannMatthias Mann : L'analyse des protéines pour diagnostiquer les maladies

Finaliste, Prix de l’inventeur européen 2019 (Recherche)

En 1994, Matthias Mann a breveté une nouvelle technique qui extrait les protéines présentes dans un échantillon de cellules humaines. Sa technique, appelée nano-électronébulisation, vaporise les protéines après leur extraction et les charge électriquement. Les chercheurs peuvent identifier la masse, et donc l’identité, de chaque protéine vaporisée.

Le séquençage simultané de milliers de protéines a apporté aux chercheurs une toute nouvelle vision globale de la manière dont les protéines fonctionnent au sein des cellules. L'analyse des niveaux de protéines à l’aide des techniques mises au point par M. Mann peut révéler des signes révélateurs de pathologies, telles que le cancer ou une maladie du foie, avant même que les patients tombent malades.


Patrizia Paterlini-BréchotPatrizia Paterlini-Bréchot : ISET®, une technique de filtration du sang pour détecter les cellules cancéreuses

Finaliste, Prix de l’inventeur européen 2019 (Recherche)

Lors du test breveté ISET (Isolation by SizE of Tumour cells), un échantillon de sang dilué est inséré dans une petite cartouche en plastique contenant un filtre microscopique, Les petites cellules sanguines passent verticalement dans les pores du filtre, qui retient les grosses cellules sanguines, appelées cellules tumorales circulantes (CTC).

Le test de Patrizia Paterlini-Bréchot peut détecter des CTC dans un échantillon sanguin longtemps avant que le patient développe des métastases, lorsque le cancer s'étend depuis la tumeur primaire aux autres organes, et qui explique que 90 % des patients perdent leur combat contre la maladie.


Jacek Jemielity and teamJacek Jemielity et son équipe : ARNm stabilisé pour les nouvelles thérapies pour le cancer et les anomalies génétiques

Finaliste, Prix de l’inventeur européen 2018 (Recherche)

Plusieurs décennies de recherches ont permis à Jacek Jemielity, Joanna Kowalska, Edward Darżynkiewicz et leur équipe de développer un acide ribonucléique messager (ARNm) plus stable, ouvrant la voie à de nouvelles thérapies pour les cancers et les anomalies génétiques héréditaires.

Leur ARNm ne modifie que l’un des quelque 80 000 atomes d’une molécule d’ARNm typique et la renforce suffisamment pour qu’elle résiste aux enzymes présents dans le corps, qui à défaut la détruisent. L’ARNm stable propose un système d’administration amélioré pour les thérapies utilisant les canaux de communication génétique du corps (son ARNm).


Axel UllrichAxel Ullrich : Traitements nouvelle génération contre le cancer

Finaliste, Prix de l’inventeur européen 2017 (œuvre d’une vie)

Au cours de sa carrière de chercheur qui s'étale sur quatre décennies, Axel Ullrich est l’inventeur de plus de 100 brevets dans le monde et il est l’auteur de plus de 570 publications scientifiques. Il figure parmi les dix scientifiques les plus cités au cours de ces 25 dernières années, comptabilisant au moins 50 000 citations.

Axel Ullrich a lancé de nouvelles classes de traitements médicaux - notamment les inhibiteurs de croissance pour les cancers de la poitrine, des intestins et des reins. Ses médicaments « affamant » les tumeurs agissent en coupant l'alimentation en sang des tumeurs cancéreuses et donc en stoppant leur croissance. Il a également développé l’Herceptin, un médicament contre le cancer du sein qui vise les tumeurs avec un gène du cancer du sein particulier, l’HER2.


Robert LangerRobert Langer : Médicaments anticancéreux ciblés

Lauréat, Prix de l’inventeur européen 2016 (Non-membre de l'OEB)

Robert Langer est le premier à lancer une nouvelle approche thérapeutique pour lutter contre le cancer, qui consiste à encapsuler les médicaments anticancéreux dans des plastiques biodégradables. Il a développé des polymères biologiquement tolérables dans des éléments constitutifs pouvant être mis sous forme de capsules pour l'administration de médicaments et implantés sur le site tumoral même, résolvant ainsi deux problèmes.

Premièrement, les médicaments sont placés au-delà de la barrière hémato-encéphalique - dans le cas contraire, leur passage serait bloqué - pour une libération lente et ciblée, garantissant ainsi une efficacité maximale. Deuxièmement, les médicaments puissants peuvent avoir des effets neurotoxiques s'ils sont administrés de manière non ciblée. L’invention en revanche, concentre l’effet du médicament sur le site tumoral.


Laura van 't VeerLaura van 't Veer et son équipe Test génétique du cancer du sein

Lauréat, Prix de l’inventeur européen 2015 (PME)

Laura van 't Veer et son équipe ont inventé un test génétique permettant aux femmes chez qui un cancer du sein a été diagnostiqué de prendre des décisions éclairées quant à la poursuite d'une chimiothérapie après une première intervention chirurgicale.

Commercialisé sous le nom de MammaPrint, le test est effectué sur des échantillons de tissu tumoral à l’aide de la technologie de puce à microréseau. Il mesure l'activité de 70 gènes spécifiques au cancer en contrôlant les niveaux de molécules d'ARNm et détermine le risque de métastase chez la patiente. Ce test innovant permet d’identifier les patientes à haut risque qui ont réellement besoin d'une chimiothérapie et les patientes à faible risque pouvant s'épargner les effets secondaires parfois ravageurs de traitements chimiques toxiques.


Ian Frazer and Jian ZhouIan Frazer et Jian Zhou : Vaccin contre le papillomavirus humain (HPV)

Lauréat, Prix de l’inventeur européen 2015 (Non-membre de l'OEB)

Ian Frazer et Jian Zhou ont changé la donne en développant un vaccin qui brise la causalité entre le virus du papillome humain (HPV) et le cancer du col de l'utérus.

Le virus HPV étant trop instable pour être produit in vitro en grandes quantités, un vaccin basé sur des parties du virus vivant ne pouvait être envisagé. Ian Frazer et Jian Zhou eurent par conséquent recours à la synthèse de particules pseudo-virales (VLP). Ces « sosies viraux » imitent parfaitement la structure externe de l'AND du virus HPV. Injectés dans le corps humain, ils induisent la production de 30 à 80 fois plus d'anticorps que leurs homologues naturels.

2013-2008

Patrick CouvreurPatrick Couvreur : des nanocapsules pour les médicaments anticancéreux

Finaliste, Prix de l’inventeur européen 2013 (catégorie Instituts de recherche)

La chimiothérapie conventionnelle inonde le corps de cytotoxines dont l'action a souvent de graves conséquences. Enveloppés dans des « nanocapsules » 70 fois plus petites que les globules rouges et conçues en bioplastique se dégradant lentement dans l'organisme, les médicaments anticancéreux n'agissent que lorsque les nanocapsules sont parvenues au foyer de la maladie.

Cette percée a été réalisée par le chercheur français Patrick Couvreur, de l'Université Paris-Sud, dont les petites capsules ne mesurant que 10 à 1 000 nanomètres permettent d'administrer des doses plus élevées de médicament. Résultat : les nanocapsules de Couvreur présentent une efficacité jusqu'à dix fois supérieure à celle de la chimiothérapie conventionnelle, et ce, tout en épargnant les cellules saines.


Yves Jongen and teamYves Jongen : la protonthérapie pour cibler les tumeurs avec plus de précision

Finaliste, Prix de l’inventeur européen 2013 (Œuvre d’une vie)

Les rayons X utilisés en radiothérapie affectent également des tissus sains du fait de leurs effets diffus. L'administration de doses de rayons plus ciblées et plus efficaces est obtenue grâce à un accélérateur de particules médical spécial : le « cyclotron ». L'ingénieur Yves Jongen, de l'Université catholique de Louvain, en Belgique, a, avec son cyclotron plus compact et plus rentable, permis de recourir à la thérapie à grande échelle : l'invention brevetée a, en effet, réduit de 100 millions d'euros, à près de 24 millions d'euros, le coût de chaque appareil, et a, jusqu'à présent, été utilisée sur plus de 21 000 patients.


Leigh Canham Leigh Canham : le silicium dans le domaine biomédical

Finaliste, Prix de l'inventeur européen 2011 (Petites et moyennes entreprises)

Le silicium a longtemps été considéré comme étant toxique pour le corps humain. En 1995, le scientifique britannique Leigh Canham fit néanmoins une découverte révolutionnaire : présenté sous forme de nanostructures, le silicium est non seulement biocompatible, mais également biodégradable. Du fait de sa structure en nid d'abeille, la nouvelle matière appelée « BioSilicon » est constituée d'alvéoles qu'il est possible de remplir de médicaments anticancéreux. Au fil du temps, la dégradation du silicium libère ensuite les substances actives dans l'organisme ; cette libération peut également intervenir de manière ciblée dans certains organes.


Blanka RihovaBlanka Říhová : médicaments utilisant un polymère de synthèse

Finaliste, Prix de l'inventeur européen 2011 (Œuvre d'une vie)

La scientifique tchèque Blanka Říhová a mis au point des médicaments innovants permettant de procéder au traitement ciblé du cancer et reposant sur la combinaison de médicaments de grande efficacité avec des anticorps. Les anticorps peuvent reconnaître les cellules cancéreuses et les attaquer de manière ciblée avec des substances actives. Dès que le composé moléculaire pénètre dans une cellule cancéreuse, il y stoppe la réplication de l'ADN et empêche ainsi la croissance de la tumeur. Dans le même temps, l'anticorps « marque » la cellule tumorale et déclenche ainsi une réponse immunitaire conduisant à la destruction de cette cellule.


Albert Gelet et al. : une sonde thérapeutique destinée au traitement du cancer de la prostate

Finaliste, Prix de l'inventeur européen 2010 (Instituts de recherche)

Le cancer de la prostate est aujourd'hui le cancer dont sont le plus fréquemment affectés les hommes en Europe. En dépit des énormes améliorations enregistrées sur le plan des taux de survie, les traitements sont nombreux à être très agressifs et à avoir de sérieuses conséquences négatives sur les patients. Cela a changé en 2000, grâce aux travaux de scientifiques de l'Institut national français de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM) : leur procédure brevetée aussi peu invasive que possible pour détruire les cellules cancéreuses de la prostate (traitement HIFU) tue les cellules cancéreuses au moyen d'ultrasons focalisés de haute intensité sans léser les tissus voisins.


Napoleone Ferrara Napoleone Ferrara et al. : anticorps anti-VEGF

Finaliste, Prix de l'inventeur européen 2010 (Pays non européens)

 Au lieu de détruire les cellules cancéreuses comme dans le cadre d'une chimiothérapie en recourant à des cytotoxiques, les médicaments novateurs du chercheur Napoleone Ferrara opèrent selon une approche différente : ils « affament » le cancer en faisant se tarir l'alimentation en sang des cellules cancéreuses grâce à l'intervention de ce que l'on appelle des anticorps anti-VEGF. Cette approche se fonde sur l'identification, par Ferrara, des protéines de signalisation qu'utilisent les tumeurs pour s'alimenter en sang du corps humain. Le médicament est commercialisé sous le nom d'Avastin depuis 2004 ; de nombreuses études complémentaires ont eu lieu depuis, et nombre de médicaments ont également été mis au point selon ce même principe.


Jürg ZimmermannJ. Zimmermann et B. Druker : un médicament contre la leucémie myéloïde chronique (LMC)

Lauréat, Prix de l'inventeur européen 2009 (Industrie)

 La leucémie myéloïde chronique (LMC) a longtemps été considérée comme l'une des formes les plus létales de cancer. Ce cancer de la moelle osseuse a néanmoins beaucoup perdu de son caractère implacable avec l'avènement d'une nouvelle génération de médicaments développés par les chercheurs Jürg Zimmermann et Brian Druker. Le mode d'action de ces médicaments : chez les patients atteints de la LMC, un chromosome appelé le chromosome de Philadelphie provoque la prolifération des leucocytes dans le sang. Zimmermann et Druker ont donc recouru à un « bloqueur » chimique pour mettre au point le médicament Glivec, qui est, aujourd'hui, presque considéré comme un « remède miracle » contre la LMC parmi les chercheurs et les médecins.


Philip S. GreenPhilip S. Green : système de télémanipulation pour robots chirurgicaux

Lauréat, Prix de l’inventeur européen 2008 (Pays non européens)

Depuis l'an 2000, le robot chirurgical Da Vinci ouvre la voie à un niveau de précision jusqu'alors inégalé en chirurgie. En cardiologie, en urologie et en gynécologie, notamment, ce système est devenu un élément désormais indispensable de la pratique. Les bases de ce système ont été posées par l'ingénieur en biomédecine Philip S. Green, de l'Université de Stanford. Son système de télémanipulation permet de télécommander de manière précise les quatre bras chirurgicaux du robot à partir d'une salle située à l'extérieur de la salle d'opération. Le chirurgien n'est, par conséquent, même pas obligé de se munir de vêtements stériles !

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