Des thérapies plus ciblées gr?ce à l'informatique biomédicale

Chaque patient et chaque patiente est différent(e). Plus le diagnostic est précis et plus la thérapie est ciblée, plus il est possible de répondre aux besoins individuels des patients. C'est l'objectif du nouveau centre de recherche translationnelle. "Le LOOP Zurich - Medical Research Center". Le centre vise à améliorer la compréhension fondamentale des maladies afin de développer des thérapies individuelles. Pour ce faire, il réunit la recherche fondamentale biomédicale et la bioinformatique de l'Université de Zurich (UZH) et de l'ETH Zurich avec la recherche clinique des quatre h?pitaux universitaires - l'H?pital universitaire de Zurich (USZ), l'H?pital pédiatrique universitaire de Zurich (KiSpi), la Clinique universitaire Balgrist et la Clinique psychiatrique universitaire de Zurich (PUK).

Gr?ce à l'accès aux patients par les quatre h?pitaux universitaires et à l'interconnexion des infrastructures de recherche des deux hautes écoles, "The Loop Zurich" bénéficie d'une situation de départ unique en Suisse : "Nous réunissons les meilleurs scientifiques de la recherche biomédicale, voire clinique, et de la bioinformatique pour mener ensemble des recherches innovantes", explique Beatrice Beck-Schimmer, directrice de la médecine universitaire de Zurich à l'UZH. Detlef Günther, Vice-président pour la recherche à l'ETH Zurich et président du comité de pilotage de la Hochschulmedizin Zurich, ajoute : "Nous disposons de recherches fondamentales, de diagnostics innovants et d'un grand savoir dans le traitement des données médicales, qui devraient nous permettre ensemble de formuler des questions scientifiques exceptionnelles et d'y répondre. Si nous utilisons correctement le potentiel multidisciplinaire au sein de LOOP Zurich, nous parviendrons également à amener l'innovation le plus rapidement possible dans les cliniques et chez les patients". La coopération doit renforcer le site de Zurich en tant que centre de la médecine de précision.

Pool de données biomédicales

L'informatique biomédicale est une compétence clé du nouveau centre de recherche. Afin de pouvoir développer des thérapies personnalisées pour les patients, le centre de recherche veut acquérir de nouvelles connaissances pour le diagnostic, la thérapie et la prévention à l'aide d'analyses et de modélisations de données améliorées.

Les différentes institutions partenaires disposent chacune de grandes collections de données, mais il n'existe pas encore d'infrastructure commune permettant d'échanger et d'utiliser ces données de médecine humaine sous une forme appropriée. Pour ce faire, le centre met en place une nouvelle plateforme informatique biomédicale pour le site de Zurich, qui s'inspire des directives du "Swiss Personalized Health Network", l'initiative nationale pour l'utilisation des données de santé. La nouvelle plateforme permettra d'exploiter des données jusqu'ici inexploitées, qui pourront être intégrées dans des systèmes d'aide à la décision clinique.

Premières priorités déterminées

Récemment, le centre a évalué positivement deux premières demandes de consortiums de recherche. Ceux-ci seront financés à hauteur de cinq millions de francs chacun pour les cinq prochaines années. Les chercheurs développent ensemble des thérapies personnalisées inédites - d'une part en oncologie, d'autre part en neuro-rééducation. "Ces projets ont été sélectionnés parce qu'ils ont été jugés scientifiquement excellents et que nous disposons à Zurich d'une expertise avérée dans ces domaines. Cela nous permet de jouer un r?le important au niveau international", explique Markus Rudin, directeur fondateur de LOOP.

Rééducation personnalisée

Le consortium de recherche "StimuLOOP", dirigé par les professeurs Andreas Luft (UZH) et Roger Gassert (ETH), étudie les troubles de la marche chez les patients victimes d'une attaque cérébrale ou atteints de la maladie de Parkinson. "Notre objectif est d'améliorer durablement la démarche limitée de ces patients à l'aide de thérapies de rééducation adaptées à leurs besoins", explique le neurologue Andreas Luft.

Deux études cliniques sont prévues avec environ 50 patients victimes d'un AVC ou d'une maladie de Parkinson, qui testeront de nouvelles méthodes d'entra?nement et de consolidation. Chez les sujets victimes d'un AVC, le mouvement déficitaire, par exemple une flexion incomplète du genou, est corrigé à l'aide de la réalité virtuelle : Les patients marchent dans un environnement virtuel sur un tapis roulant et re?oivent un feedback ciblé, de sorte que leurs mouvements redeviennent normaux. Dans un deuxième temps, il s'agit de consolider le schéma de marche nouvellement appris. Pour ce faire, le sommeil des sujets est également surveillé de manière ciblée et stimulé individuellement - car, comme l'ont montré des études zurichoises, le sommeil profond améliore la mémorisation des mouvements nouvellement appris. Les chercheurs utilisent pour cela la technologie portable de "Sleep Loop", un projet phare de la Hochschulmedizin Zürich.

La méthode d'entra?nement des patientes et patients atteints de la maladie de Parkinson repose sur la stimulation profonde du cerveau au moyen d'électrodes implantées. Les patientes et les patients observent en laboratoire leurs signaux nerveux dérivés des électrodes directement sur l'ordinateur et apprennent à les influencer par le biais du neurofeedback. En régulant de manière ciblée leur activité cérébrale à l'état de veille, ils peuvent immédiatement améliorer leur marche. Par la suite, les patients atteints de la maladie de Parkinson consolident eux aussi leurs nouveaux modèles de mouvement à l'aide d'une stimulation ciblée du sommeil.

En collectant le même type de données pour les deux groupes de patients, il est possible pour la première fois de comparer les schémas de marche ainsi que les processus d'apprentissage des patients atteints de la maladie de Parkinson et de l'AVC. Le projet de recherche réunit des chercheurs et des thérapeutes de l'UZH, de l'ETH, de l'USZ et du KiSpi.

Traiter les patients atteints de cancer du sang de manière plus ciblée

Il existe un large éventail de traitements pour les enfants ou les adultes atteints de lymphomes, des lymphocytes malins présents dans les ganglions lymphatiques ou la moelle osseuse, ou de leucémie aigu? lymphoblastique (LAL). Chez de nombreuses personnes atteintes, le cancer réappara?t après un certain temps parce qu'elles ne réagissent pas suffisamment aux traitements. En effet, on ne sait pas encore exactement quel médicament est le mieux adapté à chaque patient atteint d'un cancer du sang. Le projet de recherche "INTeRCePT", dirigé par Thorsten Zenz, professeur d'hématologie à l'UZH, veut tenir compte de cette situation.

Ce qui est nouveau, c'est que les chercheurs vont étudier les réactions de biologie moléculaire avec une résolution extrêmement grande, jusqu'aux cellules individuelles. "Cela nous aide à comprendre l'hétérogénéité des cellules cancéreuses et des cellules immunitaires normales ainsi que leurs interactions", explique Thorsten Zenz. L'objectif est de tester tous les médicaments autorisés pour le traitement des leucémies et des lymphomes. A l'aide d'analyses assistées par ordinateur, les scientifiques établissent une carte détaillée des cellules qui réagissent aux substances actives et de quelle manière, afin de pouvoir mieux prévoir l'effet des médicaments.

Ceci est une version légèrement abrégée d'un article de Nathalie Huber paru dans UZH News.