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Les Maths pourraient aider à guérir la leucémie
Recherches médicalesLorsque les enfants se plaignent que le devoir de maths ne leur servira pas dans la vie quotidienne, la dernière réponse serait que si, les maths aideraient à guérir le cancer.

Dans une étude récente combinant mathématiques et médecine, les chercheurs ont révélé que les patients atteints de leucémie myéloïde chronique (LMC) pourraient être guéris de la maladie grâce à un vaccin contre le cancer dont le moment opportun est calculé de manière optimale et, ce, en fonction de leur propre réaction immunitaire.

Dans l’édition du 20 juin de la revue PLos Computational Biology, le professeur assistant de mathématiques à l’University of Maryland, Doron Levy, médecin diplômé de Stanford Medical School, le professeur assistant de médecine (hématologie) Peter P. Lee et Dr. Peter S. Kim, École Supérieure d'Électricité (Gif-sur-Yvette, France), décrivent comment ils ont réussi à créer un modèle mathématique prédisant que la réaction immunitaire anti-leucémique chez les patients souffrant de LMC utilisant le médicament imatinib peut être stimulée de manière à fournir un remède à la maladie.

« En combinant de nouvelles données biologiques et un modèle mathématique, nous avons trouvé des règles nous permettant de concevoir des traitements adaptés à chaque patient en particulier, » signala Levy, de l’University of Maryland Center for Scientific Computation and Mathematical Modeling. « Confiez-moi 1000 patients et, avec ce modèle mathématique, je pourrais vous donner 1000 traitements personnalisés différents. »

Les maths et la leucémie

Alors que l’union entre les maths et la biologie vient tout juste de se lancer dans le domaine de la science, d’autres essais comportèrent l’usage d’équations afin de comprendre comment la leucémie se développé et évolue dans le temps. L’étude de Levy, Lee et Kim s’avéra différente dans le sens où elle prit en considération la réaction immunitaire naturelle du patient conjointement avec les effets de l’imatinib, médicament ayant réussi à aider les patients atteints de LMC à se rétablir.

Ils voulaient étudier la possibilité de développer un modèle mathématique, ou série de règles, qui augmenterait les chances d’interruption sur le long terme pour chaque patient individuellement. Durant 4 ans, Le laboratoire de Lee rassembla des données de patients souffrant de LMC, mesurant la force de de la réaction immunitaire de chaque patient, en terme de nombres et d’activité des lymphocytes T anti-leucémiques, et, ce, à différents moments de la thérapie par imatinib.

« Nos résultats indiquent que ce n’est pas uniquement le médicament qui interrompe la leucémie, mais également la réaction immunitaire naturelle, » révéla Levy. « Après avoir commencé la thérapie par imatinib, la réaction immunitaire anti-leucémique augmente graduellement. Néanmoins, elle commence à faiblir après avoir atteint un certain sommet. Ceci a lieu typiquement au beau milieu du traitement.

« Les cellules leucémiques sont toujours présentes, mais leur nombre réduit affaiblit la réaction immunitaire.
Malheureusement, cette période est idéale afin que les cellules cancéreuses développent une résistance au médicament, rendant la thérapie inefficace. »

Meilleur moment pour la réaction immunitaire

Incorporant les données cliniques de Lee à la réaction immunitaire, le modèle de Levy suggère que la réaction immunitaire des patients devrait être renforcer au moment où elle commence, justement, à faiblir.

Les auteurs indiquent qu’une telle stimulation peut être fournie sous forme de « vaccins contre le cancer », dans lesquels du sang pré-thérapie prélevé des patients est irradié afin de tuer les cellules cancéreuses actives, puis réintroduit aux patients. Une forte stimulation du système immunitaire s’avéra être active in vitro au cours des expériences effectuées au laboratoire de Lee.

« L’approche mathématique a révélé qu’il est impératif de lier le moment opportun d’administration du vaccin contre le cancer au profile individuel de la réaction immunitaire de chaque patient, » signala Levy. « Les simulations mathématiques indiquent qu’un vaccin administré au cours des premiers mois du traitement n’aura aucun effet sur la progression de la maladie. D’un autre côté, l’administration du vaccin au moment opportun pourrait peut-être guérir la maladie. »

Plan thérapeutique individuel

Mais les dynamiques de la réaction immunitaire de chaque patient différent. C’est à ce moment que les maths interviennent, indiqua Levy. « Nous pouvons trouver des règles à appliquer à chaque patient en particulier. Nous pouvons mesurer les paramètres de chaque patient afin de savoir à quel moment le vaccin sera le plus efficace. Les mathématiques fournissent les outils nécessaires à la confection du traitement du patient. »

« Bien que certains paramètres soient mesurables en laboratoire, » poursuivit Levy, « le modèle mathématique nous aide à comprendre les mécanismes contrôlant la maladie et nous indique comment utiliser cette connaissance à notre avantage. »

Levy et Lee effectuent actuellement des études poussées afin de développer les résultats de cette recherche, de préparer de potentielles expériences sur des modèles d’animaux et de mener des essais cliniques.

La recherche fut financée par l’American Cancer Society, la National Cancer Institute et la National Science Foundation.

Source: University of Maryland

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