Traduit d'un document du Cancer Reseach Institute (CRI)

L'immunité dans le cancer

Introduction

Depuis plus de 30 ans, l'Institut Américain du Cancer (CRI) aide les programmes de recherches et les chercheurs dont le champ d'expériences est dans l'immunologie du cancer. Durant cette période, nous avons constaté des avancées remarquables en ce domaine. En amassant des connaissances sur la compréhension du système immunitaire et en découvrant des moyens de renforcer sa capacité naturelle pour combattre la maladie, les immunologistes ont pu développer une nouvelle approche du traitement du cancer : l'immunothérapie.

Plusieurs méthodes d'immunothérapie sont rigoureusement explorées dans les laboratoires et testées en clinique, et elles ont montré des résultats prometteurs en tant que traitements effectifs du cancer. A présent, nous sommes plus que jamais engagés dans notre objectif à long terme de financer l'immunologie en matière de cancer. Nous reconnaissons que les progrès dans ce domaine dépendent d'une meilleure connaissance par le public de l'énorme puissance du système immunitaire et de sa relation avec le cancer. Pour aider à favoriser cette compréhension nécessaire, nous avons préparé cette étude qui répond à un certain nombre de questions généralement posées à propos du cancer, du système immunitaire et des méthodes nouvelles de l'immunothérapie. Nous souhaitons que vous trouviez cette étude enrichissante.

Qu'est-ce que le cancer?

Le cancer est un mot qui s'apparente à peu près 150 maladies qui ont deux caractéristiques en commun :

- une croissance incontrôlable des cellules et

- leur capacité d'envahir et d'endommager des tissus sains soit localement, soit dans d'autres endroits éloignés du corps. 90% des cancers chez l'homme sont des cancers de l'épithélium (la couche de cellules qui couvrent la surface corporelle et celle des organes et des glandes internes : ce sont des carcinomes). Les sarcomes sont des cancers des tissus de soutien, comme ceux des os, des muscles et des vaisseaux sanguins. Les cancers du sang et des ganglions lymphatiques sont respectivement appelés leucémies et lymphomes. Les gliomes sont des cancers du tissu nerveux. Les mélanomes proviennent de la multiplication de cellules pigmentées, généralement des cellules de la peau.

Qu'est-ce qui cause le cancer ?

Le cancer se produit quand l'acide ribonucléique (ADN) d'un gène est altéré d'une manière telle que ce gène n'est plus capable donner à la cellule qu'il habite les instructions nécessaires pour fabriquer une protéine donnée d'une façon normale. Cette altération peut se produire quand le gène est exposé à des radiations ou à des substances chimiques ou à ceraines drogues, ou lorsqu'un quelconque signal inexpliqué à ce jour se déclenche. Ces facteurs peuvent occasionner une rupture de la chaîne d'ADN et sa recombinaison incorrecte (une mutation). Quand l'un de ces changements s'est produit, certains gènes peuvent se transformer en oncogènes, tandis que d'autres gènes ( les gènes suppresseurs du cancer ou anti-oncogènes) peuvent être inactivés. Si un gène s'est transformé en oncogène, la cellule qui l'héberge peut commencer à produire anormalement une grande quantité de l'une de ses protéines ou à fabriquer une forme altérée de cette protéine. Si un anti-oncogène ne peut plus exercer son activité, la cellule qui le contient ne peut plus produire la protèine normale qui détruit le cancer. Dans de rares cas, une protéine anormale est fabriquée quand un virus du cancer pénètre dans une cellule et y introduit un oncogène. Lorsque l'une quelconque de ces altérations s'est produite, la cellule normale change de forme, de taille, des caractéristiques de surface et de comportement. Elle devient alors une cellule cancéreuse que l'on peut distinger d'une cellule normale.

De quelle façon le cancer progresse-t-il dans l'organisme?

Chaque cancer est issu d'une seule cellule qui a échappé aux restrictions de la croissance qui est placée sur les cellules normales. En raison du fait que les changement intervenus à l'intérieur de la cellule cancéreuse ont été induits par l'ADN (la base moléculaire de l'hérédité) de cette cellule, ces modifications sont transmises à chacune des cellules-filles de la cellule cancéreuse d'origine. En fin de compte, une famille de cellules anormales se constitue. En dehors des leucémies, ces cellules constituent un amas ou tumeur.

Les cellules de la tumeur empiètent en dehors de leurs limites, infiltrant les tissus normaux voisins. De petits amas de cellules peuvent alors se séparer de la tumeur et migrer à distance dans d'autres parties du corps, envahissant souvent le système circulatoire sanguin ou lymphatique. Après être passés dans un autre organe, les cellules cancéreuses s'échappent des vaisseaux sanguins ou lymphatiques et envahissent les tissus environnants. Ils continuent à se multiplier, formant des tumeurs secondaires. Ce processus de dissémination à un autre organe est apelé métastase. Finalement, tumeur originelle ou métastases perturbent les fonctions normales de l'organisme et mènent souvent à la mort.

Quelle est l'incidence du cancer et son influence sur la taux de la mortalité aux Etats-Unis?

Sans avancées spectaculaires en matière de prévention, un Américain sur trois de ceux qui sont actuellement en vie contractera un cancer. En 1995, le nombre estimé de diagnostics de cancer s'est élevé à 1.250.000. Le nombre estimé de morts résultant d'un cancer a été de 547.000 en 1995, faisant ainsi le cancer la deuxième cause de mortalité aux Etats-Unis.

Les cancer du sein, de la prostate, des poumons, du colon et du rectum sont respectivement les plus nombreux dans la population américaine. Le tableau change si l'on considère hommes et femmes séparémentt. Chez l'homme, le cancer de la prostate est encore le plus fréquent, mais le cancer du poumon a pris la deuxième place, suivi par les cancers du colon, du rectum et de la vésicule biliaire. Chez les femmes, le cancer du sein est de loin le plus courant, suivi du cancer du poumon, du cancer colorectal et du cancer de l'utérus.

En terme de mortalité, le cancer du poumon est le tueur numéro un chez tous les Américains, suivi à distance par le cancer colorectal, le cancer du sein et celui de la prostate. Même lorsqu'on considère séparément hommes et femmes, le cancer du poumon rest numéro un, encore que la mortalité soit plus élevée chez les hommes que chez les femmes. Après le cancer du poumon, c'est le cancer de la prostate et le cancer colorectal qui font mourir les hommes le plus fréquemment. Les femmes meurent sutout de cancer du sein et du colon/rectum. Le cancer du pancréas chez l'homme et celui des ovaires chez la femme viennent ensuite.

Sur un registre un peu moins sombre, le taux de survie à un cancer est à présent en augmentation. Le nombre de gens survivant à 5 ans après un diagnostic de cancer est aujourd'hui de 54%.

Quelle est la relation entre le cancer et le système immunitaire?

Il est hors de doute qu'il y a un certain degré de réponse immunitaire contre le cancer, aussi bien chez l'homme que chez les animaux. Des éléments du système immunitaire capables de reconnaître le cancer ont été mis en évidence dans certains types de cancer. Au laboratoire, les cellules du système immunitaire peuvent détruire le cancer. Encore plus convaincants sont les résultats cliniques montrant que la stimulation du système immunitaire par des composés bactériens ou des éléments du système immunitaire lui-même peut provoquer la régression d'une tumeur chez certains malades. La relation qui existe entre le système immunitaire et le cancer est aussi suggérée par le fait que les gens qui ont un système immunitaire déficient, tels ceux qui sont atteints du SIDA, sont sujets à développer certains types de cancers, comme le sarcome de Kaposi, le cancer du rectum et certains types de lymphomes.

On a la preuve que le système immunitaire réagit contre certaines cellules cancéreuses. Certains immunologistes croient qu'il en est ainsi de façon régulière. Ils considèrent que l'organisme produit régulièrement des cellules cancéreuses, mais qu'il élimine la majorité d'entre elles avant qu'elles ne puissent se disperser ou former une tumeur. Ils pensent que le cancer à l'occasion de se développer seulement lorsque le système immunitaire réagit au dessous de la normale. Bien qu'ils enregistrent des progrès en ce domaine, les chercheurs ne comprennent pas encore tout à fait de façon précise comment le système immunitaire fonctionne pour détruire les cellules cancéreuses et pourquoi elles n'y parviennent pas dans certaines circonstances. L'exploration continue de ce domaine est du domaine de l'immunologie en matière de cancer et cette discipline est l'objet sur lequel le CRI concentre ses efforts.

Comment le système immunitaire fonctionne-t-il pour prévenir le cancer et les maladies immunitaires?

Bien que les scientifiques aient encore beaucoup à apprendre sur la façon dont le système immunitaire agit en matière de cancer, on connait déjà beaucoup de choses à propos de la réponse immunitaire. Le système immunitaire scrute l'organisme en peranence, afin d'identifier toutes les substances (naturelles ou synthétiques, vivantes ou inertes) qu'il considère comme étrangères. Autrement dit, il distingue le "soi" du "non soi" quand il détecte un organisme envahisseur. Il est composé de différents types de globules blancs qui travaillent ensemble de façon très intégrée.

La réponse immunitaire commence dès qu'un globule blanc appelé macrophage rencontre un organisme "non soi", une bactérie ou un virus. Le macrophage dévore littéralement cette substance étrangère, la digère et expose certains éléments de l'envahisseur, appelés antigènes, sur la surface de sa membrane. Ces éléments alertent un certain type de globules blancs, les lumphocytes auxiliaires T, afin de mettre en route un attaque en règle contre l'intrus. L'auxiliaire T appelé à agir est spécialisé dans ca capacité de réponse à un antigène donné. Le corps humain à la faculté incroyable de fabriquer un nombre infini de lymphocytes T, chacun d'entre eux étant programmé pour détecter un antigène "non soi" particulier.

Le lymphocyte T commence son attaque en s'attachant au macrophage au moyen d'un récepteur de l'antigène. Cette union, favorisée par un troisième type de cellules (les cellules dentritiques) stimule à la fois le macrophage et le lymphocyte T pour échanger des messages chimiques entre eux et avec d'autres cellules du système immunitaire. La macrophage libère des cytokines, appelées interleukine 1 (IL-1) et TNF (Tumor Necrosis Factor). Le TNF enclanche la production de l'IL-1 et réalise également nombre de ses fonctions, y compris l'élévation de la température corporelle pour aider l'organisme à lutter plus efficacement contre l'infection. IL-1 seul augmente la capacité des cellules dendritiques de se transformer en cellules immunitaires et stimule la libération de plusieurs lymphokines, dont l'une a pour nom interleukine-2 (IL-2). A son tour, IL-2 provoque la sécrétion de gamma-interféron par les cellules T qui, entre autres actions, a le pouvoir d'activer les macrophages. IL-2 donne également des instructions à l'auxiliaire T et à d'autres types de cellules T, les cellules T tueuses, afin de se multiplier.

Pendant que se déroulent toutes ces opérations, l'envahisseur aura lui aussi commencé à se multiplier et quelques-uns de ces nouveaux-venus auront été dévorés par les macrophages. Mais beaucoup de ces envahisseurs-filles auront échappé aux macrophages et quelques uns auront pénétré à l'intérieur des cellules de l'hôte. A ce moment, le tueur T commence à creuser des cavités dans les cellules infectées de l'hôte. Simultanément, l'auxiliaire T qui a proliféré sécrète des substances qui informent un autre type de lymphocytes, les cellules B, de se mettre à se multiplier et de se différencier pour donner des cellules productrices d'anticorps.

Les anticorps sécrétés par les cellules B se lient à la façon d'une clé dans une serrure avec les antigènes sur la surface des envahisseurs qui ont échappé aux macrophages. Cette interaction facilite l'action des macrophages et celle des lymphocytes spéciaux tueurs, appelés cellules tueuses naturelles, pour détuire ces entités non désirées. La fixation des anticorps sur les antigènes étrangers donnent aussi des signaux à un groupe de composants sanguins, appelé complément, de percer la membrane des envahisseurs, les conduisant à la mort.

Finallement, au fur et à mesure que l'infection passe sous contrôle, une autre type de cellules T, les cellules suppresseurs des lymphocytes T, indique aux cellules B, aux cellules auxiliaires T et aux cellules tueuses T de stopper. La plupart de ces cellules immunitaires vont être détruites, mais quelques-unes vont survivre à l'intérieur du corps. Ces cellules, appelées cellules de mémoire, vont être capables de répondre plus rapidement la fois suivante au cas où l'organisme soit envahi par le même corps étranger.

Cette description de la réponse immunitaire s'applique surtout aux bactéries et aux virus. On pense cependant que le système immunitaire réagit de la même façon quand il se trouve en présence de cellules cancéreuses qu'il reconnait comme étant des corps étrangers et provoque leur destruction. En laboratoire, les scientifiques on observé que les cellules tueuse T, les cellules tueuses naturelles, les macrophages et le TNF détruisaient les cellules cancéreuses. Ils ont découvert que certains anticorps qui peuvent reconnaître les cellules tumorales aident les macrophages et que les cellules tueuses naturelles remplissent leur rôle. Des études complémentaires sont en cours pour mettre en évidence la preuve que l'organisme se défend de lui-même en cas de cancer de la même façon en gros dont il cherche à détruire les autres envahisseurs.

Peut-on "domestiquer" le système immunitaire pour vaincre le cancer?

Connaissant les aptitudes remarquables du système immunitaire dans la défense de l'organisme contre la maladie, les scientifiques de la médecine ont rêvé depuis longtemps de développer une nouvelle méthode de traitement du cancer : l'immunothérapie. L'objectif de l'immunothérapie en matière de cancer est de soutenir le système immunitaire de façon à ce qu'il soit capable de détruire les cellules cancéreuses. Plusieurs techniques sont étudiées couramment pour activer le système immunitaire dans les laboratoires de recherche et les essais cliniques. La majorité de ces approches consistent à utiliser des substances naturelles pour activer le système immunitaire. Les chercheurs peuvent reproduire ces substances naturelles en dehors de l'organisme au travers des manipulations génétiques ou des techniques d'hybridation. Les diverses formes d'immunothérapie peuvent se classer en trois catégories : les modificateurs de la réponse immunitaire, les anticorps monoclonaux et les vaccins.

Modificateurs de la réponse immunitaire.

Ce sont des substances, soit intrinsèques, soit extrinsèques à l'organisme, qui modifient la réponse immunitaire. Un groupe de modificateurs extrinsèques est catalogué sous le vocable "potentialisateurs de l'immunité". Il comprend le BCG, C. parvum et les endotoxines, qui sont tous des micobes ou des dérivés microbiens, dont on a prouvé la capacité de modifier le système immunitaire et, sous certaines conditions, celle de faire régresser les tumeurs ou de retarder leur croissance.

Le groupe intrinsèque, connu sous le nom de modificateurs de la réponse immunitaire, comprend les interleukines 1 et 2, les interférons (alpha, bêta, gamma), le facteur de nécrose des tumeurs, les facteurs de croissance des cellules-B et les facteurs de croissance hématopoïétiques (tels que les facteurs de stimulation des colonies). Ces agents interviennent à divers stades de la réponse immunitaire.

Les interleukines activent les lymphocytes de l'organisme. On a montré que l'IL-2 est efficace chez certains patients atteints de mélanome ou de cancer du rein, administrée seule ou en association avec les propres lymphocytes du malade mis en contact avec IL-2 en dehors du corps.

Les interférons ont une influence sur le système immunitaire en stimulant à la fois en les cellules T et les macrophages. Ils empêchent aussi les cellules de se multiplier. Les scientifiques croient que ces deux propriétés réunies ensemble permettent à l'interféron de combattre efficacement certaines tumeurs. L'interféron alpha est le premier modificateur de la réponse immunitaire qui soit approuvé par la FDA pour le traitement du cancer (il est efficace contre certaines formes rares de leucémie).

Le facteur de nécrose des tumeurs attaque les cellules tumorales et le tue. Il est couramment utilisé, seul ou en association avec l'interféron gamma, afin de déterminer ses effets potentiels dans le traitement des cancers de l'homme. Les facteurs de croissance des cellules-B stimulent la multiplication des cellules productrices d'anticorps. Les facteurs de croissance hématopoïétiques stimulent la croissance à la fois des globules blancs et des globules rouges dans la moelle osseuse, donnant par là à l'organisme des munitions complémentaires pour combattre la maladie et pour se protéger contre les effets négatifs de la radiothérapie et de la chimiothérapie sur la moelle osseuse.

Anticorps monoclonaux

Un des développements les plus importants en immunologie est la possibilité de produire des anticorps purs en quantité importante. Ces anticorps, appelés anticorps monoclonaux, peuvent être produits à partir d'antigènes cancéreux. Ces anticorps monoclonaux peuvent être utilisés à la fois pour le diagnostic et pour le traitement du cancer. Au laboratoire, les anticorps monoclonaux sont un outil très puissant pour identifier les antigènes qui permettent de distinguer des cellules cancéreuses des cellules normales. Liés à des radio-isotopes, ils peuvent permettre de détecter des groupes de cellules cancéreuses dans tout l'organisme. Liés à des médicaments anticancéreux ou à des toxines naturelles, ils peuvent servir en quelque sorte de "missiles guidés", en dirigeant les substances actives vers leur proie maligne. Ils peuvent également traiter d'eux-mêmes le cancer en declenchant une réponse immunitaire des cellules sur le site même de la tumeur. Les anticorps monoclonaux sont très prometteurs dans le traitement des leucémies, des lymphomes et du cancer du colon.

Vaccins

Des vaccins sont en cours de développement et testés sur des malades pour renforcer les propres défenses immunitaires de l'organisme. Les vaccins contre le cancer sont composés de molécules, appelées antigènes, que l'on extrait de cellules cancéreuses. On les injecte avec des additifs chimiques appropriés pour stimuler une réponse immunitaire à certains types de cancers spécifiques. Des efforts particuliers sotn faits actuellement pour développer des vaccins contre les mélanomes, les cancers du rectum et du sein, ainsi que d'autres encore.

Quels sont les avantages de l'immunothérapie dans le traitement du cancer?

Du fait que l'immunothérapie utilise des substances biologiques, pour renforcer le propre système immunitaire de l'organisme, elle promet de devenir un moyen plus naturel et mieux ciblé, pour traiter les cancers, que la radiothérapie ou la chimiothérapie. De plus, l'approche immunologique utilisant la capacité très fine de reconnaissancedu système immunitaire, les médecins devraient être capables faire le diagnostic du cancer plus précocement, ce qui est un grand avantage dans le contrôle de cette maladie.

L'immunothérapie promet de devenir, dans un proche avenir, une option efficace dans le traitement du cancer à divers stades de son développement. Lorsqu'on a localisé un cancer, le traitement habituel est soit la chirurgie, soit la radiothérapie, soit l'association des deux. Quand le cancer s'est diffusé dans tout l'organisme, la lésion primitive est généralement traitée chirurgicalement, et radiothérapie et chimiothérapie sont utilisées pour détruire le reste des cellules cancéreuses. Un jour, l'immunothérapie pourra vraisemblablement remplacer ces techniques en empêchant les cellules cancéreuses de constituer une tumeur. Lors du développement d'un cancer, l'immunothérapie peut se substituer à la chimiothérapie et à la radiothérapie pour détruire les celules cancéreuses qui ont échappé à la chirurgie. Lorsque radiothérapie et chimiothérapie sont nécessaires, l'immunothérapie a le potentiel d'accroître leur efficacité et de diminuer leurs effets toxiques. L'irradiation d'une tumeur et la chimiothérapie peuvent entraîner des effets indésirables sur le système immunitaire lui-même, le système hématopoïétique et aussi d'autres organes. Une des formes de l'immunothérapie est la vaccination qui peut un jour servir de méthode de lutte contre les cancers. On s'attend à ce que les vaccins puissent arrêter le développement de certains cancers des personnes atteintes, en empêchant la rechute après un traitement, en créant une situation d'immunité acquise.

Quels autres usages cliniques peut-on attendre de l'utilisation de l'immunothérapie dans d'autres domaines?

En assistant la recherche dans le domaine de l'immunothérapie, le CRI permet de corriger d'autres problèmes de santé en dehors du cancer. Cela est dû au fait que le système immunitaire joue un rôle critique dans le maintien de la santé. Les immunothérapies jouent vraisemblablement un rôle capital dans la lutte contre le SIDA par exemple. Le SIDA est une maladie virale qui détruit le système immunitaire et supprime la capacité de l'organisme de mettre en place une réponse immunitaire grâce aux cellules tueuses T. A mesure que la maladie progresse, l'organisme devient incapable de se défendre de lui-même contre des affections débilitantes opportunistes comme la pneumonie. Certains malades du SIDA sont atteints du sarcome de Kaposi, une autre forme de cancer peu courante normalement. Les vaccins et les anticorps monoclonaux sont étudiés en tant que moyens de prévention contre le virus du SIDA. En outre, l'approche immunologique, utilisant l'interleukine-2 et les facteurs de croissance hématopoïétiques sont couramment utilisés pour reconstruire et stimuler le système immunitaire des malades sérieusement mis à mal chez les malades du SIDA.

Les facteurs cellulaires dans l'immnité sont aussi en train de subir des tests quant à leur efficacité dans la guérison des blessures, dans les brûlures, chez les personnes anémiées et dans la lutte contre les rejets de transplantation de moelle osseuse. Dans l'avenir, les personnes victimes d'arthrite rhumatoïde et de lupus, affections caractérisées par un système immunitaire hyper-réactif détruisant les propres tissus du malade, bénéficieront probablement de l'immunothérapie qui devrait arrêter ces réponses inappropriées. En fait, les personnes recevant des injections de produits antiallergiques ou une vaccination contre la rougeole, la coqueluche, la ploliomyélite ou la grippe reçoivent une immunothérapie préventive.

Quels progrès peut-on attendre dans le futur en matière d'immunothérapie?

Bien que soient encore nécessaires des recherches pour maîtriser et utiliser à bon escient toutes les possibilités du système immunitaire, nombreux sont les membres de la communauté médicale pensant que l'immunothérapie est la méthode la plus prometteuse des nouveaux moyens appelés à luter contre le cancer à l'avenir. Des recherches complémentaires en laboratoire et des essais cliniques plus extensif se traduiront par une information plus définitives sur la dose et sur les associations de substances immunologiques (comme l'interleukine-1 et l'interleukine-2, les divers interférons, le facteur de nécrose des tumeurs, les facteurs de croissance hémaétopoïétiques et les anticorps monoclonaux). Quelles seront alors les associations les plus efficaces dans la lutte contre le cancer? Des essais chez l'homme sont déjà en cours pour étudier l'utilisation de ces substances biologiques naturelles conjointement avec la radiothérapie et la chimiothérapie. D'autres sont prévues dans un futur rappoché. En outre, les chercheurs continuent d'identifier les molécules qui pourraient servir à la fabrication de vaccins. La recherche dans le domaine de l'utilisation de composants bactériens potentialisés par des molécules chimiques synthétiques destinées à stimuler les défenses immunitaires naturelles est également en cours et pourrait aussi se traduire par des applications cliniques prometteuses.

La science médicale attend avec espoir le jour où les méthodes immunologiques permettront d'utiliser des moyens standarts de diagnostic, de traitement et de prévention du cancer et des autres maladies