Les mathématiques soutiennent une nouvelle approche théorique en oncologie


Les mathématiques, l’histopathologie et la génomique convergent pour confirmer que les carcinomes rénaux à cellules claires les plus agressifs présentent de faibles niveaux d’hétérogénéité intratumorale, c’est-à-dire qu’ils contiennent moins de types cellulaires distincts. L’étude, menée par Annick Laruelle, professeure de recherche à l’UPV/EHU Ikerbasque, soutient l’hypothèse selon laquelle il serait conseillé d’appliquer des stratégies thérapeutiques pour maintenir des niveaux élevés d’hétérogénéité cellulaire au sein de la tumeur afin de ralentir l’évolution du cancer et d’améliorer la survie. .

Les approches mathématiques gagnent du terrain en oncologie moderne car elles fournissent de nouvelles connaissances sur l’évolution du cancer et de nouvelles opportunités d’amélioration thérapeutique. Ainsi, les données obtenues à partir d’analyses mathématiques confirment bon nombre des découvertes histologiques et des résultats génomiques. La théorie des jeux, par exemple, aide à comprendre les interactions « sociales » qui se produisent entre les cellules cancéreuses. Cette nouvelle perspective permet à la communauté scientifique et clinique de comprendre les événements cachés à l’origine de la maladie. En effet, considérer une tumeur comme une collectivité d’individus régis par des règles préalablement définies en écologie ouvre de nouvelles possibilités thérapeutiques aux patients.

Dans le cadre de la théorie des jeux, le jeu du faucon-colombe est un outil mathématique développé pour analyser la coopération et la compétition en biologie. Appliquée aux collectivités de cellules cancéreuses, elle explique les comportements possibles des cellules tumorales lorsqu’elles sont en compétition pour une ressource externe. « Il s’agit d’une théorie de la décision dans laquelle le résultat ne dépend pas uniquement de sa propre décision, mais aussi de la décision des autres acteurs », a expliqué Annick Laruelle, professeure de recherche à Ikerbasque, experte en théorie des jeux au département d’économie de l’UPV/EHU. Analyse. « Dans le jeu, les cellules peuvent agir de manière agressive, comme un faucon, ou passivement, comme une colombe, pour acquérir une ressource. »

Le professeur Laruelle a utilisé ce jeu pour analyser les interactions cellulaires bilatérales dans un carcinome rénal à cellules claires très agressif dans deux scénarios différents : l’un impliquant une faible hétérogénéité tumorale, lorsque seuls deux types de cellules tumorales sont en compétition pour une ressource ; et l’autre, une forte hétérogénéité tumorale, lorsqu’une telle compétition se produit entre trois types de cellules tumorales. Le carcinome rénal à cellules claires est ainsi nommé parce que les cellules tumorales apparaissent claires, comme des bulles, au microscope. Ce type de carcinome a été considéré comme un cas représentatif pour l’étude, car il s’agit d’un paradigme d’hétérogénéité intratumorale largement étudié (qui fait référence à la coexistence de différentes sous-populations de cellules au sein d’une même tumeur).

Une nouvelle approche théorique pour de nouvelles stratégies thérapeutiques

Laruelle a ainsi montré comment certains fondamentaux de l’hétérogénéité intratumorale, corroborés du point de vue de l’histopathologie et de la génomique, sont confortés par les mathématiques utilisant le jeu de la colombe. Les travaux, réalisés en collaboration avec des chercheurs de Biocruces, de l’hôpital San Giovanni Bosco de Turin (Italie) et de la Pontificia Universidade Catolica do Rio de Janeiro, ont été publiés dans la revue Tendances du cancer par le Professeur Chercheur Ikerbasque.

Le groupe de chercheurs estime que « cette convergence de résultats obtenus dans des disciplines très différentes renforce le rôle clé de la recherche translationnelle dans la médecine moderne et donne à l’hétérogénéité intratumorale une position clé dans l’approche des nouvelles stratégies thérapeutiques » et ils conjecturent que « l’hétérogénéité intratumorale se comporte en suivant des voies similaires dans de nombreuses autres tumeurs.

Cela peut avoir des implications pratiques importantes pour la prise en charge clinique des tumeurs malignes. L’arrivée constante de nouvelles molécules enrichit les opportunités de traitement du cancer à l’ère de l’oncologie de précision. Cependant, les chercheurs affirment que « c’est une chose de découvrir une nouvelle molécule et une autre de trouver la meilleure stratégie pour l’utiliser. Jusqu’à présent, l’approche proposée est basée sur l’administration de la dose maximale tolérable au patient. force les cellules tumorales à développer une résistance le plus tôt possible, transformant ainsi la tumeur originale en un néoplasme de faible hétérogénéité intratumorale comprenant uniquement des cellules résistantes. Ainsi, une thérapie visant spécifiquement à préserver une forte hétérogénéité intratumorale pourrait avoir du sens selon cette approche théorique, car elle pourrait ralentir la croissance du cancer et ainsi conduire à des survies plus longues. Cette perspective suscite actuellement un intérêt croissant en oncologie.

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