Nouveau centre de compétences zurichois pour la médecine personnalisée

Niko Beerenwinkel, professeur de "biologie computationnelle" à l'ETH et codirecteur du "Centre de compétences en médecine personnalisée" (CC-PM) créé en avril, se réjouit : "Nous sommes à la veille d'un changement de paradigme en médecine. L'application clinique de la médecine personnalisée est sur le point de percer". Beerenwinkel est convaincu que les conditions sont optimales à Zurich.

"L'expertise clinique ainsi que la recherche fondamentale biologique et le développement technologique, qui sont des conditions préalables à la médecine personnalisée, sont ici à un jet de pierre l'un de l'autre avec l'H?pital universitaire et l'ETH Zurich". C'est pourquoi des chercheurs de l'Université de Zurich et de l'ETH Zurich ont initié en 2013 la création d'un centre de compétences commun.

Dans ce cadre, un nouveau bureau a été ouvert à l'Université de Zurich pour coordonner la collaboration entre les groupes de recherche impliqués. Ceux-ci restent sur leurs sites actuels. Le bureau est financé par l'université et l'ETH à hauteur d'un demi-million de francs suisses chacun pour la période 2014 à 2017.

Bio-révolution par le décodage de l'ADN

De nombreux experts voient dans la personnalisation l'avenir de la médecine. Aujourd'hui, il n'existe pratiquement plus d'université de renommée mondiale qui ne crée pas son propre institut ou centre de recherche à l'interface entre la médecine, la biologie et les sciences informatiques. Les énormes progrès réalisés dans le séquen?age de l'ADN en ont été la condition préalable. En 2001, la science a célébré le premier séquen?age du génome humain. Celui-ci est composé de 3,3 milliards de paires de bases. Pour ce faire, plus de deux cents scientifiques avaient mené des recherches pendant onze ans dans le cadre d'un projet de trois milliards de dollars.

Entre-temps, le séquen?age de l'ADN est devenu une procédure standard en biologie. L'analyse de l'ADN chez l'homme ne prend plus que quelques jours et co?te moins de 5000 francs. Les médecins et les biologistes disposent ainsi d'un outil puissant.

Par exemple, les tumeurs cancéreuses ne sont plus seulement identifiées par l'examen de coupes de tissus, mais leur modification génétique est décrite en détail au fil du temps. C'est essentiel. Les êtres humains ont certes tous en principe le même ADN, mais ce sont les détails qui comptent : Les plus petites variations de l'ADN contr?lent l'évolution de la maladie, qui varie d'une personne à l'autre.

En mesurant la modification génétique d'une tumeur ainsi que la modification du transcriptome et du protéome cellulaires, les chercheurs peuvent individualiser les thérapies et augmenter les chances de guérison. Les premières formes de cette "médecine personnalisée" sont aujourd'hui déjà appliquées avec succès au cancer du poumon.

Des montagnes de données difficiles à interpréter

L'étape suivante est maintenant franchie : la médecine personnalisée doit faire son entrée dans le quotidien clinique. Mais cela pose de nouveaux défis aux chercheurs et aux médecins : "Les quantités de données générées par le séquen?age du génome sont énormes et très difficiles à interpréter", explique Beerenwinkel. "Pour obtenir des informations pertinentes à partir de ces données, il faut des systèmes d'information spéciaux ainsi que de nouvelles méthodes issues de la bioinformatique et des statistiques."

Pour répondre à ces défis, Holger Moch, professeur à l'Institut de pathologie clinique de l'Université de Zurich, et Wilhelm Krek, professeur de biologie cellulaire à l'ETH Zurich, ont lancé en 2013 la création du CC-PM. Cela permet de regrouper et de développer les compétences et les infrastructures déjà existantes des deux hautes écoles.

"La plupart des groupes de recherche impliqués ont également déjà collaboré par le passé", explique Holger Moch, qui dirige le CC-PM en tant que deuxième codirecteur avec Niko Beerenwinkel. "Nous créons maintenant le cadre institutionnel pour de telles coopérations et simplifions la collaboration inter-écoles dans le domaine de la médecine personnalisée."

Pour ce faire, trois plateformes technologiques complémentaires sont créées au sein du CC-PM : Holger Moch dirige la "Tissue, Sera and Cell Banking Technology Unit". Ce groupe crée des archives d'échantillons bien caractérisés, comme des lignées cellulaires, des tissus et des sérums sanguins.

Wilhelm Krek dirige la "Theragnostics Discovery Unit", qui se consacre à une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires des maladies. La "Personalized Medicine ICT Unit" de Niko Beerenwinkel élabore de nouveaux concepts et logiciels pour la gestion et l'analyse des données médicales nouvellement générées.

Intégration du séquen?age et des données des patients

Aujourd'hui, c'est en oncologie, c'est-à-dire dans la science du cancer, que la médecine personnalisée est la plus avancée. "Dans deux ans, nous aurons déjà séquencé de nombreuses tumeurs avant de commencer un traitement contre le cancer ; dans cinq ans, ce sera la norme", prévoit Beerenwinkel. Mais selon Moch, les patients atteints de diabète et de sclérose en plaques devraient également bénéficier de thérapies améliorées à l'avenir.

Le grand espoir réside dans l'intégration des analyses génétiques des biologistes et des données à long terme des études cliniques. En comparant les données des patients avec des milliers ou des millions d'entrées dans une base de données, les chercheurs pourraient identifier des corrélations entre les modifications génétiques des tumeurs et les pathologies des patients.

Les connaissances ainsi acquises permettent d'adapter les thérapies aux besoins spécifiques. Mais les exigences de sécurité pour de telles analyses sont extrêmement élevées : "Pour ne pas porter atteinte aux droits de la personnalité du patient, des procédures d'anonymisation complexes sont nécessaires", fait remarquer Beerenwinkel. Le développement de tels procédés doit également devenir une priorité de recherche du CC-PM.

Une nouvelle génération de médecins

L'enseignement devrait également profiter du CC-PM : Les doctorants peuvent dès à présent se spécialiser en médecine personnalisée ("Molecular and Tanslational Biomedicine"). ? l'avenir, des offres pour les étudiants de Bachelor et de Master devraient s'y ajouter. "Nous avons besoin d'une nouvelle génération de cliniciens", affirme Beerenwinkel avec conviction. "Une qui sait comment traiter les données biomédicales". Moch ajoute : "Aujourd'hui encore, les médecins et les bioinformaticiens parlent souvent deux langues différentes. Nous devons renforcer la compréhension mutuelle dans l'enseignement".