Exploring the "sweet spot": in vitro efficacy of tumor treating fields and potential for synergy with cytotoxic therapy in bone and soft tissue sarcomas

Le traitement du cancer repose souvent sur un équilibre difficile. Les médecins doivent administrer suffisamment de médicaments pour détruire une tumeur tout en maintenant la dose assez basse pour éviter des dommages graves au cœur du patient ou à d'autres organes vitaux. Pour de nombreux types de cancers des os et des tissus mous, les médicaments les plus efficaces sont puissants mais comportent un coût lourd : ils peuvent causer des dommages cumulatifs et irréversibles au cœur, limitant ainsi la durée pendant laquelle un patient peut suivre le traitement. Les chercheurs cherchent depuis longtemps un moyen de rendre ces médicaments plus efficaces à des doses plus faibles, ou de trouver un nouveau genre d'arme qui ne comporte pas les mêmes risques. L'une de ces armes est une thérapie qui utilise l'électricité, non pas pour choquer le corps, mais pour perturber délicatement la machinerie à l'intérieur des cellules cancéreuses lorsqu'elles tentent de se diviser. Cette approche, connue sous le nom de Champs de Traitement de la Tumeur (Tumor Treating Fields), délivre des champs électriques alternatifs de faible intensité à une tumeur. Au lieu de brûler ou de geler les tissus, ces champs interfèrent avec les minuscules structures internes dont les cellules ont besoin pour se séparer lors de la division, provoant ainsi la désagrégation ou la mort des cellules. Bien que cette méthode ait montré des promesses dans le traitement des cancers du cerveau et du poumon, les scientifiques n'ont pas encore pleinement compris comment elle pourrait agir contre le groupe diversifié de cancers appelés sarcomes.

Une équipe de chercheurs de l'Université chinoise de Hong Kong s'est donné pour mission d'explorer cette question dans un cadre de laboratoire. Ils voulaient voir si ces champs électriques pouvaient arrêter la croissance des cellules de sarcome par eux-mêmes, et si l'utilisation des champs parallèlement à des médicaments de chimiothérapie standards pouvait rendre les médicaments plus efficaces. Pour ce faire, ils ont cultivé cinq types différents de cellules de sarcome humain dans des boîtes de Pétri, représentant une variété de cancers des os et des tissus mous. Ils ont placé ces cellules sous un système spécial générant les champs électriques à une fréquence spécifique. Les chercheurs ont testé deux intensités différentes de champ électrique : une intensité élevée et une intensité plus faible. Ils ont maintenu la température des cellules constante pour s'assurer que tout changement de croissance était dû à l'électricité elle-même et non à la chaleur. Après trois jours, ils ont compté combien de cellules étaient restées vivantes par rapport à un groupe qui n'avait reçu aucun champ électrique.

Les résultats ont montré que les champs électriques pouvaient effectivement empêcher la croissance des cellules cancéreuses, mais que la force de l'effet dépendait fortement du type de cancer et de l'intensité du champ. À la force supérieure, les champs ont réduit le nombre de cellules dans les cinq types de sarcomes, certains types ayant diminué de plus de quatre-vingt-dix pour cent. Lorsque les chercheurs ont examiné les cellules de près, ils ont constaté que les champs électriques provoquaient la désagrégation ou la mort des cellules, signe que les champs perturbaient avec succès le processus de division cellulaire. Cependant, lorsque les chercheurs ont tenté de combiner les champs de haute intensité avec un médicament de chimiothérapie courant appelé gemcitabine, ils se sont heurtés à un mur. Les champs électriques avaient déjà tué tellement de cellules que l'ajout du médicament n'a produit aucun bénéfice supplémentaire notable. C'était comme si les champs avaient déjà fait autant de dégâts que possible, ne laissant aucune place pour que le médicament puisse montrer son propre effet.

Cette observation a conduit les scientifiques à essayer une approche différente. Ils ont abaissé la force des champs électriques à un niveau qui arrêtait la croissance des cellules cancéreuses, mais ne les tuait pas toutes. Dans ce « point d'équilibre », ils ont découvert que les champs électriques pouvaient en fait aider d'autres médicaments à mieux fonctionner. Lorsqu'ils ont traité deux types spécifiques de cellules de sarcome avec les champs de faible intensité et un médicament appelé doxorubicine, la combinaison a tué plus de cellules que les champs ou le médicament seuls. Dans un type de cellule de cancer osseux, la combinaison semblait si bien fonctionner que les cellules sont devenues beaucoup plus sensibles au médicament, ce qui signifie qu'une plus petite quantité de médicament pouvait obtenir le même résultat qu'une dose beaucoup plus importante utilisée sans les champs. Dans un autre type de cancer des tissus mous, la combinaison a simplement été additive, tuant plus de cellules que l'une ou l'autre des méthodes seules. Les chercheurs ont également testé un autre type de médicament, une thérapie ciblée appelée pazopanib, sur un type de cancer des vaisseaux sanguins. Même si les champs électriques seuls ne tuaient pas beaucoup de ces cellules, l'ajout des champs au traitement médicamenteux a rendu le médicament plus efficace pour stopper la croissance du cancer.

L'étude suggère que la force du champ électrique est un facteur critique pour déterminer s'il peut fonctionner de concert avec la chimiothérapie. Si le champ est trop fort, il peut tuer tellement de cellules par lui-même que le bénéfice ajouté d'un médicament ne peut être mesuré. Si le champ est réglé à un niveau plus bas et plus précis, il peut créer une ouverture pour que les médicaments fonctionnent plus efficacement, permettant potentiellement aux médecins d'utiliser des doses plus faibles de chimiothérapie toxique pour atteindre le même niveau de contrôle de la tumeur. Les chercheurs précisent avec prudence que ces résultats proviennent d'expériences de laboratoire et n'ont pas encore été testés sur l'homme. Ils n'ont pas encore effectué les analyses mathématiques détaillées nécessaires pour prouver que les médicaments et les champs travaillent de manière véritablement synergique, plutôt que de simplement additionner leurs effets. Cependant, les résultats offrent une raison solide de poursuivre les recherches. Si ces champs électriques peuvent effectivement aider à réduire la quantité de chimiothérapie nécessaire pour traiter le sarcome, cela pourrait un jour offrir un moyen d'épargner aux patients les dommages cardiaques sévères qui limitent actuellement leurs options de traitement. Le chemin de la boîte de Pétri au patient est long, mais ce travail trace une direction prometteuse pour les recherches futures.