Après le génome humain, si nous cartographions le système immunitaire ?

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Après le génome humain et si nous cartographions le système immunitaire ?

Des scientifiques du monde entier ont terminé de cartographier l'ensemble du génome humain en 2003. Il s'agit du plus grand projet biologique collaboratif au monde.

Mais il y a un autre système corporel critique qui a besoin d'être cartographié, en particulier à l'ère de Covid-19 : le système immunitaire humain.

Comprendre comment le corps tire le meilleur parti de ses milliers de milliards de cellules immunitaires connectées pour lutter contre la maladie peut être essentiel pour assurer la santé future de la planète.

Cartographier l'ensemble du système immunitaire peut aider à expliquer pourquoi les gens réagissent différemment aux virus, au cancer, aux maladies auto-immunes et dégénératives.

"Pensez à ce que nous faisons comme quelque chose comme Google Maps", a déclaré Luis Voloch, CTO et cofondateur d' Immunai , basé à Tel Aviv .

« Nous avons une carte très granulaire qui nous aide à comprendre où se trouvent les choses. Nous utilisons cette carte pour déterminer où amener le système immunitaire pour fabriquer de nouveaux médicaments et des modifications génétiques. »

Certains de ces nouveaux médicaments seront développés en partenariat ; d'autres sont cuisinés à la maison.

Lorsqu'il fonctionne correctement, le système immunitaire combat les infections. Un système immunitaire hyperactif peut conduire à une maladie auto-immune. Lorsqu'il dysfonctionne, le cancer peut s'installer.

La question qui préoccupe les chercheurs depuis des années est de savoir pourquoi l'immunothérapie, qui utilise le système immunitaire pour combattre les agents pathogènes, fonctionne pour certaines personnes et pas pour d'autres.

« Identifier la bonne thérapie pour le bon patient reste un défi en raison de l'énorme complexité du système immunitaire », déclare Voloch. « Ce que nous ne savons pas l'emporte encore de loin sur ce que nous savons. »

Immunai a clairement du pain sur la planche.

Cellules CAR-T

Pour certains de ses premiers traitements, Immunai travaille avec des cellules CAR-T, qui ont fait leurs preuves dans le traitement de certains cancers du sang.

Les lymphocytes T, avec les anticorps, sont parmi les principaux composants du système immunitaire.
Prélever des cellules T sur un patient cancéreux et les fabriquer avec un récepteur synthétique peut tuer les cellules cancéreuses. La partie « CAR » (pour « récepteur d'antigène chimérique ») guide les cellules T modifiées vers les tumeurs.

La première étape du processus, explique Voloch, « consiste à décomposer les cellules en différents types de cellules. Le système immunitaire compte des dizaines d'acteurs différents qui remplissent diverses fonctions. Certains sont à l'affût des envahisseurs. D'autres sont de véritables tueurs qui défendent le corps de ce qui ne devrait pas être là.

« Donc, d'abord, nous déterminons quels caractères nous voyons lorsque nous « lisons » une cellule. Après cela, nous pouvons comprendre comment ces personnages jouent ensemble. Nous recherchons des modèles : les patients qui répondent bien à certains médicaments par rapport à ceux qui ne le font pas. Ces derniers ont-ils un schéma spécifique que les premiers n'ont pas, qui nous donnera une idée de nouveaux médicaments ? »

Transformer les composants chimiques du système immunitaire en code n'est pas une tâche facile.

"Nous avons des milliards de molécules que nous convertissons en bits sur l'ordinateur", explique Voloch.

Les cellules sont encapsulées dans une petite goutte d'huile ; chaque goutte a une sorte de code-barres. C'est ainsi que vous générez les longues séquences de chiffres et de lettres qui représentent l'ADN, l'ARN et les protéines du corps.

La base de données d'Immunai se développe rapidement dans le but de créer « non pas un ou deux médicaments en cinq ans, mais des dizaines de médicaments en 10 ans ».

L'un de ces candidats-médicaments possibles est basé sur les cellules CAR-NKT (natural killer T) pour traiter le neuroblastome, un cancer de certains tissus nerveux. Les résultats du premier essai inhumain de CAR-NKT ont été publiés dans Nature Medicine .

Sortir des sentiers battus

L'équipe multidisciplinaire de 70 personnes d'Immunai comprend des immunologistes, des généticiens, des experts en apprentissage automatique et des experts en intelligence artificielle.

« Les Israéliens n'aiment pas travailler d'une manière où ils ne peuvent pas sortir des sentiers battus », souligne Voloch. « C’est un terreau fertile pour les environnements multidisciplinaires. »

La société a levé 80 millions de dollars auprès de TLV Partners, Viola Ventures, Dexcel Pharma, iAngels et autres. La moitié de l'équipe siège à Tel Aviv, le reste à New York et San Francisco.

Plus tôt en 2021, Immunai a acheté Dropprint Genomics, une startup basée à San Francisco qui apporte l'apprentissage automatique aux données basées sur CRISPR. Cette acquisition est ce qui a lancé le travail d'Immunai dans le développement de médicaments.

« Nous avons déjà effectué des centaines de modifications CRISPR », déclare Voloch. « Nous avons une technologie qui peut définir les modifications pouvant être effectuées et optimiser celles à effectuer. Nous espérons que cela réduira la toxicité et augmentera la durée de vie d'un patient.

L'approche d'Immunai renverse le paradigme typique de développement de médicaments, qui tend à examiner une maladie ou un gène spécifique isolément.

« Chez Immunai, nous avons réalisé que nous devions étudier ensemble toutes ces maladies liées au système immunitaire, pour trouver des modèles sur la façon dont le système immunitaire combat le cancer et les maladies auto-immunes », explique Voloch.

« La même cellule pourrait jouer un rôle dans différentes maladies. Ou il peut y avoir différents types de voies qui jouent des rôles similaires. C'est le but derrière Immunai - nous pouvons trouver ces connexions et accélérer l'apprentissage. La cartographie du système immunitaire n'est que la première moitié de l'histoire. La seconde moitié consiste à utiliser la carte pour reprogrammer le système immunitaire."

Freins et accélérateur

Immunai étudie la fonction des cellules CAR-T depuis le premier jour.

« Nous avons une cible validée qui, selon nous, pourrait avoir un impact sur de nombreux médicaments », affirme Voloch. La société se concentre sur le cancer et les maladies auto-immunes telles que les MII (maladies inflammatoires de l'intestin).

Le cancer et les MII fonctionnent de manières presque diamétralement opposées.

« Le cancer, c'est lorsque le système immunitaire appuie sur la pédale de frein », explique Voloch. "Dans l'auto-immunité, le corps frappe l'accélérateur."

Voloch se dit particulièrement enthousiasmé par la façon dont la base de données d'Immunai pourrait aider à trouver des traitements indispensables pour les maladies auto-immunes.

Voloch, 30 ans, a grandi au Brésil avant d'obtenir sa maîtrise en génie électrique et informatique du Massachusetts Institute of Technology.

Après avoir déménagé en Israël, il a travaillé pour la startup de généalogie MyHeritage avant de rencontrer Noam Solomon, PDG d'Immunai. Lui et Solomon ont cofondé la société en 2018.

La connexion Covid

On ne peut pas conclure un article écrit en 2021 sur le système immunitaire sans faire référence au Covid-19.

Pendant la pandémie, Immunai a collaboré avec l'Université de Tel Aviv pour développer un cocktail corona qui a tiré parti des informations d'Immunai sur la façon dont différentes cellules immunitaires réagiraient chez différents patients Covid.

"Immunai est une fusion de l'immunothérapie du cancer d'un côté et de l'intelligence artificielle de l'autre", explique Voloch. « L'IA a été l'enfant au fond de la classe pendant des décennies. Les gens ne pensaient pas qu'il existait un moyen de classer les images comme l'IA peut le faire maintenant. »

Il en va de même pour l'immunothérapie, qui n'a pas été prise au sérieux jusqu'à ce que James Allison et Tasuko Honjo reçoivent le prix Nobel 2018 pour leurs travaux révolutionnaires.

Voloch n'a pas encore remporté de prix Nobel, mais Immunai a été nommée l'une des entreprises les plus prometteuses de 2021 par le journal économique israélien Calcalist .

Il a de nouveau été reconnu en 2021 dans le cadre des World Changing Ideas Awards de Fast Company.

« Nous pensons que nous construisons la société biopharmaceutique du futur », déclare Voloch. « Les données et les logiciels sont le moteur du changement. Une expérience doit toujours être traitée comme une donnée à long terme. C'est différent de la façon dont les sociétés pharmaceutiques traditionnelles utilisent les données. Ce type d'état d'esprit technologique est notre principale différenciation culturelle.

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