➡️ Communiqué de presse en anglais (01.04.2025) et film sur le projet lauréat (sous-titré en anglais)
Face aux limites de l’immunothérapie, une équipe de recherche explore une nouvelle stratégie pour accroître l’efficacité des traitements contre le cancer. « En ciblant les propriétés mécaniques des cellules cancéreuses et en les rigidifiant, nous visons à renforcer l’adhésion des lymphocytes T et leur capacité à détruire les tumeurs, ce qui ouvre la voie à des traitements plus efficaces pour les patients résistants aux immunothérapies actuelles », explicite le Pr Li Tang, du Laboratoire de biomatériaux pour l’immuno-ingénierie de l’EPFL. Il pilote cette équipe de recherche lauréate de l’un des deux Prix scientifiques Leenaards 2025 aux côtés de la Pr. Camilla Jandus, du Département de pathologie et immunologie de la Faculté de médecine de l’Université de Genève (UNIGE), et du Pr Olivier Michielin, chef du Département d’oncologie des Hôpitaux universitaires de Genève (HUG).
L’immunothérapie repose sur la capacité du système immunitaire à reconnaître et détruire les cellules cancéreuses. Contrairement aux traitements classiques comme la chimiothérapie ou la radiothérapie, qui ciblent directement les cellules tumorales, elle agit en stimulant les défenses naturelles de l’organisme. Toutefois, les cellules cancéreuses ont développé des stratégies pour échapper à la détection par le système immunitaire, ce qui limite l’efficacité des traitements actuels. À ce jour, l’immunothérapie est efficace pour un nombre limité de cancers.
Jusqu’à présent, la recherche sur le cancer s’est principalement concentrée sur des approches pharmacologiques et biologiques, notamment en ciblant les points de contrôle immunitaires, des mécanismes utilisés par les cellules cancéreuses pour bloquer l’attaque des lymphocytes T. « Certaines dimensions de la recherche restent encore largement inexplorées, notamment les propriétés physiques des cellules cancéreuses et comment elles influencent l’issue de l’immunothérapie », précise le Pr Li Tang.
« Rigidifier les cellules cancéreuses, c’est leur retirer un bouclier qui les protège de l’attaque immunitaire. En modifiant leurs propriétés mécaniques, nous permettons aux lymphocytes T de s’y fixer et d’injecter leur matériel cytotoxique, essentiel à leur destruction », explique la Pr Camilla Jandus (UNIGE). Une découverte récente du laboratoire Tang (EPFL) a en effet révélé que la plasticité cellulaire, ou la « mollesse » des cellules cancéreuses, joue un rôle clé dans leur résistance aux traitements. Ce phénomène empêche les lymphocytes T – gardiens de notre immunité – de s’agripper aux cellules malades et d’initier leur destruction. C’est en ciblant cette vulnérabilité mécanique que l’équipe de recherche espère ouvrir de nouvelles perspectives thérapeutiques.
Pour mieux comprendre et exploiter la rigidité des cellules cancéreuses, l’équipe de recherche adopte une approche translationnelle, associant mécanique, biologie et clinique.
Le laboratoire du Pr Li Tang travaillera tout d’abord à identifier des agents capables de rigidifier efficacement les cellules cancéreuses. Ces cellules seront ensuite confrontées à des cellules immunitaires prélevées à partir de sang de patient.e.s, puis testées sur des modèles animaux en combinaison avec des immunothérapies existantes, par le laboratoire de la Pr Camilla Jandus. Parallèlement, le laboratoire du Pr Olivier Michielin analysera des échantillons tumoraux issus de biopsies de patient.e.s des Hôpitaux universitaires de Genève (HUG), afin de chercher à établir un potentiel lien entre la rigidité des tumeurs et la réponse aux traitements d’immunothérapie. « En comparant les modèles expérimentaux aux données cliniques des patient.e.s, nous pourrons consolider nos observations et optimiser l’exploitation des résultats », explique le Pr Olivier Michielin (HUG).
A team of scientists is exploring a new strategy for overcoming the limitations of immunotherapy and improving the effectiveness of this form of cancer treatment. “Our approach targets the mechanical properties of cancer cells by making their membranes stiffer, which improves the ability of T-cells to attach to the cancer cells and destroy them,” says Prof. Li Tang from EPFL’s Laboratory of Biomaterials for Immunoengineering. “This could pave the way to more effective treatments for patients who are currently immunotherapy resistant.” He heads this research group alongside Prof. Camilla Jandus from the Department of Pathology and Immunology at the University of Geneva’s Faculty of Medicine (UNIGE) and Prof. Olivier Michielin, chief of oncology at HUG.
Immunotherapy is a form of cancer treatment that involves boosting the capacity of a patient’s own immune system to recognize and destroy cancer cells. Unlike conventional treatments such as chemotherapy and radiotherapy that target cancer cells directly, immunotherapy works by stimulating a patient’s natural defenses. However, cancer cells have developed strategies for avoiding detection by patients’ immune systems, which limits the efficacy of existing immunotherapies. This type of treatment is currently effective for only a few kinds of cancer.
Until now, cancer research has focused mainly on drug treatments and biological therapies that target immune checkpoints, or the mechanisms that cancer cells use to block T-cell attacks. “Significantly more research is needed in certain areas, such as to investigate the physical properties of cancer cells and how these properties influence immunotherapy outcomes,” says Prof. Tang.
“By eliminating the ‘soft’ property of cancer-cell membranes, we can remove the shield that protects these cells from immune-system attacks,” says Prof. Jandus. “This alteration to cancer cells’ mechanical properties enables T-cells to bind to tumors and inject a cytotoxic agent that destroys them.” Scientists at Prof. Tang’s laboratory have recently found that membrane plasticity, which is a measure of how soft cancer cells are, plays a key role in immunotherapy resistance. The soft membranes make it impossible for T-cells – the guardians of our immune system – to attach to and destroy them. Prof. Tang’s research group aims to take advantage of the mechanical vulnerability offered by rigid membranes to open up new therapeutic horizons.
To better understand and take advantage of the possibilities opened up by stiffer cancer cells, the research group plans to conduct translational research involving mechanics, biology and clinical practice.
First, scientists at Prof. Tang’s laboratory will identify agents that are effective at making cancer-cell membranes more rigid. Then, researchers at Prof. Jandus’s laboratory will subject the treated cells to immune cells taken from patients’ blood samples and test the treated cells on animals that are administered immunotherapy. At the same time, Prof. Michielin and his team will analyze tumor samples collected during biopsies of HUG patients in order to establish a potential link between cancer-cell membrane stiffness and immunotherapy outcomes. “By comparing experimental models with clinical data from patients, we can confirm our findings and make better use of our results,” says Prof. Michielin.
We hope that targeting the mechanical vulnerabilities of cancer cells will pave the way to new, more effective treatments for patients resistant to existing types of immunotherapy. Our innovative approach has the potential to not only improve the efficacy of existing therapies but also to help scientists identify new biomarkers for better predicting a patient’s response and developing personalized treatments.
