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Faciliter la chirurgie de l’œil grâce à un système de visualisation en trois dimensions, c’est l’objectif du système dont le lancement est annoncé le 8 Septembre 2016 par la société Alcon. Ce système permet notamment d’éviter d’avoir recours à un microscope.

En pratique il est constitué d’une plate-forme support d’opérations vitréo-rétiniennes permettant l’amélioration de la visualisation du fond d’œil, via une caméra à grande gamme dynamique fournissant aux chirurgiens excellente résolution, bonne profondeur d’images, clarté et contraste au niveau des couleurs.

Entre autres, cela permet aux chirurgiens d’adopter une posture moins fatigante pour une opération pouvant durer jusqu’à 3h. Cette plate-forme a été développée avec TrueVision 3D Surgical, société californienne spécialisée en imagerie 3D et applications pour la chirurgie assistée par ordinateur.

Elle a également pour objectif de faciliter collaboration et enseignement en salle d’opérations. Souhaitant développer de nouvelles technologies en ophtalmologie, Alcon, filiale du géant pharamceutique suisse Novartis dédiée à l’ophtalmologie, a lancé de multiples partenariats avec des groupes californiens. Google par exemple avec qui a été établi un accord de licence en juillet 2014 afin de mettre au point des lentilles intelligentes.

Un dispositif non invasif d’ultrasons focalisés pour traiter les patients présentant un tremblement essentiel ne répondant pas aux traitements conventionnels, c’est ce qu’a approuvé la FDA le 6 septembre 2016.

L’ExAblate Neuro est le premier dispositif médical approuvé dont l’objectif est la destruction de tissu dans le noyau ventral intermédiaire dans le thalamus du cerveau qui contrôle certains des mouvements involontaires. Cela permet d’éviter aux patients des traitements chirurgicaux invasifs, confie Carlos Pena, PhD et directeur de la division de dispositifs médicaux neurologiques et physiques du centre des DM et de la santé radiologique de la FDA.

« Ce nouveau dispositif médical n’est pas un traitement mais pourrait aider les patients à acquérir une meilleure qualité de vie », souligne-t-il.

Utilisé avec l’imagerie par résonance magnétique afin de cibler la zone de traitement et surveiller la procédure, le transducteur à ultrasons ExAblate Neuro fournit 1 024 faisceaux qui génèrent assez d’énergie pour ablater le tissu ciblé et réduire les tremblements. Les patients restent éveillées et sensibles pendant le traitement.

Sur les 76 patients insensibles aux traitements habituels inclus dans l’essai clinique, 56 de ceux qui étaient traités via ce DM ont vu leur tremblement s’améliorer de 50% ainsi que leurs fonctions motrices dans les trois mois qui suivirent le traitement.

Les effets secondaires sont identiques à ceux que l’on retrouve lors d’une chirurgie de la thalamotomie : fourmillements dans les doigts, maux de tête, ataxie, problème d’équilibre.

Traiter l’une des causes de la maladie d’Alzheimer en évitant simultanément les effets secondaires du traitement aujourd’hui proposé, c’est l’enjeu que présente l’utilisation d’une nanoparticule d’or créée par la start-up Nanotools bioscience. Les chercheurs Alex Savchenko de l’université de Stanford et Elena Molokanova qui ont fondé cette start-up ont publié leurs travaux en août 2016 dans la revue Nano Letters.

Eliminer les « mauvais » récepteurs

Un trop grand nombre de récepteurs cérébraux de type NDMA (acide N-méthyl-D-aspartique), c’est ce qui est notamment à l’origine de la maladie d’Alzheimer. La mémantine est aujourd’hui l’un des principaux traitements utilisés. C’est une substance qui bloque les récepteurs concernés mais en les détruisant tous, sans distinguer les récepteurs surnuméraires de ceux qui s’avèrent indispensables au bon fonctionnement du cerveau.  

La nanoparticule créée par les chercheurs permettrait selon eux d’éliminer uniquement les « mauvais » récepteurs, en conservant les « bons ». Ces derniers se situent au niveau des synapses, zones de contact entre deux neurones, les « mauvais » partout ailleurs, extra-synaptiques.

Les synapses permettent la communication entre les différents neurones. Présents en trop grand nombre, les récepteurs extra-synaptiques altèrent cette communication en constituant un bruit de fond, conduisant à une certaine confusion au sein du cerveau.

Un excès de récepteurs NMDA extra-synaptiques peut, dans le pire des cas entraîner une morte neuronale, autrement dit une dégénérescence neurologique.

La nanoparticule est constituée d’or, élément stable et non toxique, de mémantine et polyéthylène glycol. Elle est dénommée Aum, Au étant le symbole chimique de l’or, et mesure 13 nm, ce qui la rend trop volumineuse pour pouvoir pénétrer à l’intérieur des synapses, et donc incapable d’éliminer les « bons » récepteurs NMDA.

Testée selon deux méthodes différentes, la nanoparticule d’or cible uniquement les récepteurs en excès sans altérer les récepteurs synaptiques. Elle permet ainsi de contrôler l’action de la mémantine et la rend plus efficace, autorisant une véritable communication inter neuronale.

A l’université de Pittsburgh et au centre médical de cette dernière, des chercheurs ont mis au point un nouveau moyen radical de procéder avec précaution à l’ouverture de cellules vivantes ciblées afin de permettre l’entrée de diverses substances médicamenteuses. Leurs résultats ont été relatés dans le dernier numéro de Proceedings of the National Academy of Sciences du 22 Août 2016 dans lequel les scientifiques établissent la description du processus d’excitation/stimulation de micro-bulles remplies de gènes afin que ces dernières s’enfoncent à l’intérieur des cellules.

De telles micro-bulles avaient d’ores et déjà été développées mais elles se heurtaient à des obstacles de pénétration cellulaire. C’est un concept nettement plus prudent et sûr que l’utilisation de virus.

En marquant par fluorescence une monocouche cellulaire endothéliale et imageant l’ensemble grâce à l’utilisation d’un microscope à spectre confocal, des chercheurs ont réussi à mettre en évidence la perforation sélective d’une cellule sous forme de micro-bulles de cavitation induite par ultrasons, permettant l’entrée d’un modèle thérapeutique.

Le challenge des chercheurs fut d’arriver à trouver quelle sorte de stress ils devaient générer dans les micro-bulles afin qu’elles soient à un niveau d’excitation adéquat pour provoquer l’ouverture des cellules. Pour ce faire, ils ont élaboré une caméra qui pouvait filmer les les micro-bulles sous ultrasons à 25 millions d’ images par seconde. Ainsi ils ont pu déterminer quels paramètres et méthodes pouvaient mener aux résultats optimaux pour les cibles cellulaires spécifiques.

En se projetant dans un futur proche et dans le but d’introduire cette nouvelle technologie en pratique clinique, les chercheurs sont conscients des réglages à fournir à la sonoporation afin d’optimiser son utilisation pour des applications spécifiques, notamment la maladie cardiaque et le cancer.

Améliorer l’efficacité des médicaments et limiter leurs effets secondaires, c’est ce que pourraient permettre les travaux de la société Synthorx qui a réalisé des percées en termes de design de médicament en fabriquant des protéines encore jamais retrouvées dans la Nature, apprend dans la revue technologique du MIT du 6 septembre 2016.

La start-up biotech de La Jolla en Californie designe des microbes grâce à un alphabet génétique contenant six lettres, ajoutant les synthétiques lettres X et Y aux naturels A, T, G et C.

Ces bactéries n’ont aucun équivalent naturel, Synthorx les utilise pour designer de nouvelles protéines qui offrent de réelles promesses quant aux futurs antalgiques, antibiotiques et composés ciblant le cancer.

Création d’un X et d’un Y synthétiques

Le fondateur chimiste de la société, Flyd Romesberg, de l’Institut de Recherche Scipps à San Diego, élabore depuis plus de 15 ans une paire de lettres d’ADN artificiel qu’il perfectionne afin de pouvoir les faire fonctionner de consort avec la machinerie génétique de la vie, sans pour autant qu’elles se confondent avec les lettres déjà existantes. Il a créé un X et un Y synthétiques qu’il a introduit dans des cellules bactériennes qui pourraient se répliquer et propager des gènes contenant X et Y aux futures générations.

En théorie, ajouter simplement les lettres X et Y de l’ADN permet hypothétiquement aux cellules de fabriquer des protéines constituées de 172 acides aminés différents, par rapport à la série des 20 naturels existant.

Repousser les limites du naturel

Nombreux sont les amino-acides redondants selon le scientifique. En utilisant des acides aminés synthétiques les scientifiques repoussent les limites du naturel et pourraient créer des protéines qui se lient à une cible spécifique en évitant des cibles ressemblantes, ce qui pourrait limiter les effets secondaires. Un de projets de la société consiste à convertir le venin d’une araignée en un antalgique non opioïde non addictif.

De nouveaux antibiotiques ou médicaments des troubles métaboliques sont en projet.  » L’insuline serait une excellent cible », selon Court Turner, le CEO e Synthorx. « Elle est déjà produite par la bactérie E. Coli mais nécessite d’être injectée quotidiennement ». Incorporer l’amino-acide adéquat aux molécules d’insuline pourrait permettre de fabriquer une version longue durée qui bénéficieraient aux diabétiques ne nécessitant alors qu’une injection pour plusieurs jours voire pour toute une semaine.

Les chercheurs de la Stanford University of Medicine, dont l’étude a été publiée le 16 Août 2016 dans Nature Communication ont mis au point un programme de morphométrie permettant l’évaluation de très nombreuses caractéristiques tumorales à partir de lames histologiques.

Ils estiment que leur approche pourrait être étendue à d’autres cancers que celui sur lequel ils l’ont testé pour discriminer les deux types de cancer du poumon non à petites cellules, tout en prédisant la survie du patient plus précisément que le font habituellement les anatomopathologistes expérimentés (85%).

Distinguer 2 types de cancers tout en en prédisant la survie

Dans le cadre du cancer du poumon, la lecture histo-pathologique des lames de tissu par un œil entraîné et confirmé de pathologistes est indispensable à l’établissement du diagnostic et la définition du type et sous-type de cancers. Ceci est particulièrement pertinent lorsque l’on doit établir la différence entre les deux types de cancers non à petites cellules : adénocarcinome et carcinome épidermoïde, car le choix du traitement à mettre en place en dépend.

Au quotidien, la lecture des lames est effectuée manuellement en microscopie optique. La problématique réside dans le fait que deux pathologistes très expérimentés ne s’accordent que dans 60% des cas après examen de la même lame histologie. Or, la seule évaluation qualitative de caractéristiques histologiques (classification des grades tumoraux) est insuffisante pour prédire la survie des patients souffrant d’un cancer pulmonaire non à petites cellules.

D’après les chercheurs, l’analyse automatisée d’images a d’ores et déjà prouvé son efficacité quant à l’amélioration de l’évaluation histologique et par conséquent du diagnostic de patients atteints d’autres cancers (sein, neuroblastome, lymphome etc.) de par l’offre de numérisation complète des lames histologiques. Ainsi les chercheurs ont pu valider une technique d’analyse systématisée du tissu pulmonaire afin d’améliorer la différenciation entre les deux types de cancers non à petites cellules et la prédiction de survie des patients.

2186 images issues de 515 patients

Pour ce faire, ils ont utilisé 2 186 images histologiques issues de 515 patients atteints d’adénocarcinome pulmonaire et de 502 autres patients présentant un carcinome épidermoïdes, toutes issues de la banque de données de la cohorte TCGA (The Cancer Genome Atlas). Les lames étaient constituées de zones tumorales et saines, dont les informations sur le grade et stade assignés à la tumeur étaient renseignées. 9 879 caractéristiques jugées pertinentes (anatomie de taille et forme, texture des cellules et du noyau des tumeurs) ont pu être extraites.

Le professeur de génétique auteur senior de l’article précise que « les ordinateurs peuvent repérer de petites différences entre des centaines d’échantillons bien plus précisément et rapidement que ne le ferait un humain ».

Le Dr Kun-Hsing Yu premier auteur de l’article et évoluant dans le département de génétique de la Standford University ajoute de son côté que cette approche est objective et est un « complément de l’analyse subjective des pathologistes ».

Issu d’une collaboration entre l’Institut Imagine, labellisé institut hospitalier universitaire depuis 2011, l’École Polytechnique, HEC Paris et l’Université Paris Descartes une nouvelle formation diplômante à destination des bio-entrepreneurs MSc/M2 Bio-entrepreneurs sera lancée dès Septembre 2016.

Un des objectifs de l’Institut Imagine est de développer un vivier d’entrepreneurs : étudiants ingénieurs, commerciaux, scientifiques (chercheurs, médecins, internes) sont la cible de ce double diplôme MSc/M2 Bio-entrepreneurs.

« Le programme se veut multidisciplinaire et surtout transdisciplinaire », explique Romain Marlange, responsable du master d’Imagine. Les étudiants seront organisés en trio auquel sera attribué un projet d’innovation biomédicale gravitant autour de la biotechnologie et de la technologie médicale (découverte de médicaments, repositionnement de médicaments existants par exemple).

« Maîtriser la boîte à outils indispensable aux bio-entrepreneurs »

Les sujets d’enseignement seront la création d’entreprises technologiques innovantes, le développement de la connaissance de l’écosystème de l’innovation et des enjeux technologiques et économiques des domaines des biotechnologies, des technologies médicales et de l’e-santé. La formation sera délivrée intégralement en anglais.

« Elle a été pensée pour permettre aux étudiants de maîtriser la boîte à outils indispensable aux bio-entrepreneurs pour lancer leurs projets tout en les inscrivant dans une perspective de croissance rapide » indique le responsable du master, qui précise qu’ « au-delà de la formation, il s’agit d’un programme d’accélération ».

Chaque projet de recherche sur lequel plancheront les groupes estudiantins est voué à devenir la base de la création d’une start-up dans le secteur des biotechnologies. Ils seront encadrés par des entrepreneurs expérimentés qui leur enseigneront l’art du pitch et l’élaboration du business plan.

Un demo-day aura lieu lors de chaque fin d’année devant investisseurs, partenaires potentiels et experts à convaincre qui attribueront au meilleur trio un prix de 100 000 euros grâce au soutien de LBO France.

Un écosystème qui réunit tous les acteurs

L’institut Imagine, spécialisé dans la recherche de traitements de maladies génétiques entreprend de créer à travers cette collaboration avec des établissements parisiens reconnus mondialement un véritable écosystème en réunissant tous les acteurs (médecins, chercheurs, patients, entrepreneurs) en un seul et même lieu.

« Il y a aujourd’hui un véritable changement de paradigme dans la pharmaceutique. Nous passons du blockbuster, ce médicament censé guérir un maximum de patients à la personnalisation, voire à l’individualisation du traitement. Pour des raisons financières mais aussi scientifiques, le marché des maladies rares est très solvable. De plus en plus d’acteurs privés (industriels, start-up, investisseurs) s’y intéressent » précise Romain Marlange.

C’est le Professeur Olivier Hermine de l’université Paris Descartes et directeur d’un laboratoire de le l’Institut Imagine ainsi que chef du service d’hématologie de l’Hôpital Necker-Enfants malades qui s’est vu confier la direction du programme. Il est aussi lui-même bio-entrepreneur. D’après lui, « les bio-entrepreneurs doivent pouvoir évoluer dans un environnement complexe à la croisée de diverses cultures et considérer leurs projets sous l’angle scientifique et clinique mais aussi en maîtrise du modèle économique, de la réglementation et de l’accès au marché. Ils doivent apprendre à apporter en permanence un regard critique sur leurs projets à l’aune des approches concurrentes. Ce programme leur donnera les clés nécessaires et leur permettra l’accès aux meilleurs réseaux et expertises leur permettant d’accélérer le développement de leurs projets ».

Éviter la piqûre du vaccin en inhalant des nanoparticules, telle est la révolution que propose Vaxinano, une jeune pépite née le 15 juillet 2016 et ayant récemment rejoint le bio-incubateur d’Eurasanté, suscitant d’ores et déjà l’intérêt de grands noms de l’industrie pharmaceutique.

Didier Betbeder, responsable du groupe nanomédecine de l’Inserm et professeur à l’université de Lille 2 a déposé plusieurs brevets après 25 ans de recherche sur la technologie des nanoparticules et propose pour le moment des vaccins pour des applications vétérinaires.

Mais le potentiel d’une telle technique attise, selon Vaxinano, les convoitises de plusieurs acteurs majeurs du marché mondial du vaccin.

Des nanoparticules vecteurs constituées d’amidon

Le projet Vaxinano entreprend le développement de vaccins sous-unitaires innovants dont la technologie repose sur l’utilisation de nanoparticules permettant de délivrer les formulations vaccinales directement sur les muqueuses, d’augmenter la stabilité des vaccins et de limiter les effets secondaires présentés par les vaccins actuels. Les nanoparticules vecteurs sont constituées d’amidon, leur cible réside dans le cœur des cellules à traiter. Moins de 100 millionièmes de millimètre, c’est le volume qu’il faut respirer pour l’absorber.

De structure poreuse, l’amidon permet de transporter une plus grande quantité de matière. Les scientifiques peuvent y nicher les quelques 2 200 protéines de substance qui provoqueront la réponse immunitaire désirée.

L’élimination de l’amidon est ensuite très rapide :  « Dans le corps d’une souris, la nanoparticule est éliminée en 48h », précise Vincent Lemmonier, le PDG de Vaxinano. Par conséquent la nanoparticule n’est toxique ni pour celui qui la reçoit ni pour l’environnement.
Troisième atout : implanté sur ces nanoparticules, le vaccin est administrable par voie respiratoire.