Des thérapies ciblées grâce à l'informatique biomédicale

Chaque patient·e est différent·e. Plus le diagnostic est précis et plus la thérapie est ciblée, mieux les besoins individuels des patient·es peuvent être satisfaits. Tel est l'objectif de The LOOP Zurich. Le nouveau centre de recherche translationnelle veut améliorer notre compréhension fondamentale des maladies pour développer des thérapies adaptées à l'individu. À cette fin, il combine la recherche fondamentale en biomédecine et en bioinformatique de l'Université de Zurich (UZH) et de l'ETH Zurich avec la recherche clinique des hôpitaux universitaires de Zurich - l'Hôpital universitaire de Zurich (USZ), l'Hôpital universitaire d'enfants de Zurich (KiSpi), l'Hôpital universitaire Balgrist et l'Hôpital universitaire de psychiatrie de Zurich (PUK).

L'accès inégalé des hôpitaux aux patient·es et les infrastructures de recherche combinées de l'UZH et de l'ETH offrent à The Loop Zurich un point de départ unique. «Nous réunissons les meilleurs chercheur·ses en recherche biomédicale, en recherche clinique et en bioinformatique pour mener ensemble des recherches innovantes», explique Beatrice Beck-Schimmer, vice-présidente de la médecine à l'UZH. Detlef Günther, vice-président de la recherche à l'ETH Zurich et président du conseil exécutif de l'initiative «Médecine universitaire de Zurich», ajoute : «Nous disposons de la recherche fondamentale, de diagnostics innovants et de connaissances spécialisées dans le traitement des données médicales pour encadrer et répondre ensemble à d'excellentes questions scientifiques. Si nous parvenons à exploiter le potentiel interdisciplinaire de The LOOP Zurich, nous parviendrons également à faire profiter les patient·es des avantages de l'innovation dans les cliniques le plus rapidement possible.» Cette coopération devrait permettre de renforcer la médecine de précision au sein du pôle de recherche de Zurich.

Fondé sur l'informatique biomédicale

L'une des principales compétences du nouveau centre est l'informatique biomédicale. Afin de développer des thérapies sur mesure pour les patient·es, le centre de recherche souhaite utiliser une analyse et une modélisation améliorées des données pour obtenir de nouvelles informations sur le diagnostic, la thérapie et la prévention.

Les institutions concernées disposent d'importantes collections de données, mais elles ne partagent pas encore l'infrastructure de recherche nécessaire pour échanger et exploiter ces données médicales de manière appropriée. Cela devrait changer avec la nouvelle plateforme informatique biomédicale du centre, qui sera basée sur les normes du Réseau suisse de santé personnalisée, l'initiative du gouvernement suisse visant à rendre les données de santé interopérables et accessibles à la recherche. La nouvelle plateforme permettra de mettre à disposition des systèmes d'aide à la décision clinique des données jusqu'alors inutilisées.

Définition des premiers points focaux

Le centre a récemment lancé les deux premiers consortiums de recherche, financés chacun à hauteur de 5 millions de francs pour les cinq prochaines années (voir ci-dessous). Les chercheur·ses impliqué·es travailleront main dans la main pour développer de nouvelles thérapies de précision dans les domaines de l'oncologie et de la neuroréhabilitation. «Les projets ont été choisis pour leur excellence scientifique, et parce que Zurich dispose de connaissances spécialisées avérées dans ces domaines. Cela nous permet de jouer un rôle important au niveau international», explique Markus Rudin, directeur fondateur de The LOOP Zurich.

Réhabilitation personnalisée

Le consortium de recherche StimuLOOP, dirigé par le professeur Andreas Luft (UZH) et le professeur Roger Gassert (ETH Zurich), étudie la rééducation motrice chez les patient·es victimes d'un accident vasculaire cérébral ou atteint·es de la maladie de Parkinson. «Nous voulons utiliser des thérapies de rééducation personnalisées pour améliorer le mouvement des patient·es à long terme», explique le neurologue Andreas Luft.

Deux essais cliniques sont prévus, chacun avec une cinquantaine de patient·es victimes d'un accident vasculaire cérébral ou atteints de la maladie de Parkinson, pour tester les nouvelles méthodes d'entraînement et de consolidation. Les chercheur·ses ont l'intention d'utiliser la réalité virtuelle pour corriger les déficits de la démarche des patient·es victimes d'un accident vasculaire cérébral, par exemple une flexion limitée des genoux. Pour ce faire, les sujets exploreront un environnement virtuel sur un tapis roulant et recevront un retour d'information ciblé qui leur permettra de retrouver un mouvement normal. Dans la deuxième phase de l'étude, les compétences de marche nouvellement acquises par les patient·es seront consolidées. Pour ce faire, on surveillera et modulera le sommeil des sujets, car des études antérieures menées à Zurich ont démontré que le sommeil profond améliore les processus de consolidation des patient·es. Les chercheur·ses utiliseront ici la technologie portable du Sleep Loop, l'un des projets phares de la médecine universitaire de Zurich.

Quant à la méthode d'entraînement des patient·es atteint·es de la maladie de Parkinson, elle repose sur la simulation du cerveau profond au moyen d'électrodes implantées. L'étude permettra aux patient·es d'observer les signaux nerveux ciblés en laboratoire devant un ordinateur, puis d'apprendre à influencer ces signaux grâce au neurofeedback. En régulant spécifiquement leur activité cérébrale en état de veille, les patient·es peuvent rapidement améliorer leur démarche et leur mobilité. Comme les patient·es victimes d'un accident vasculaire cérébral, il·les consolideront également leurs nouvelles aptitudes motrices en utilisant la modulation du sommeil.

En recueillant le même type de données pour les deux groupes de patient·es, il sera possible pour la première fois de comparer la démarche et les processus d'apprentissage des patient·es victimes d'un accident vasculaire cérébral et des patient·es atteint·es de la maladie de Parkinson. Le projet réunit des chercheur·ses et des thérapeutes cliniques de l'UZH, de l'ETH Zurich, de l'USZ et du KiSpi.

Des traitements de précision pour les patient·es atteint·es de cancer du sang

Un large éventail de traitements est disponible pour les enfants ou les adultes souffrant de lymphomes, de lymphocytes malins dans les ganglions lymphatiques ou la moelle osseuse, ou de leucémie lymphoblastique aiguë (LLA). Dans de nombreux cas, le cancer peut réapparaître parce que les patient·es ne répondent pas suffisamment aux traitements. On ne sait pas encore exactement quels médicaments anticancéreux sont les bons pour chaque patient·e. C'est là qu'intervient le projet de recherche INTeRCePT, codirigé par Thorsten Zenz, professeur d'hématologie à l'UZH.

La nouveauté est que les scientifiques vont étudier les réactions biomoléculaires à ultra-haute résolution au niveau des cellules individuelles : «Cela nous aidera à comprendre l'hétérogénéité des cellules tumorales et des cellules immunitaires normales, ainsi que leurs interactions», explique Thorsten Zenz. L'objectif est d'utiliser cette méthode pour tester tous les médicaments anticancéreux approuvés pour la leucémie et le lymphome. À l'aide d'une analyse informatique, les scientifiques créeront une carte détaillée illustrant quelles cellules réagissent de telle ou telle manière aux principes actifs du médicament - et amélioreront ainsi les prévisions concernant les effets des médicaments.