Les fondateurs de BioNTech sur l’IA et l’avenir du traitement du cancer

Cette réflexion personnelle fait partie d’une série intitulée Points tournants, dans lequel les écrivains explorent ce que les moments critiques de cette année pourraient signifier pour l’année à venir. Vous pouvez en savoir plus en visitant les Turning Points page de série.

Tournant: La Food and Drug Administration des États-Unis a donné approbation complète à un médicament contre la maladie d’Alzheimer pour la première fois depuis deux décennies.

Il y a des décennies, en tant que médecins débutants dans le service de cancérologie d’un hôpital universitaire allemand, nous devions souvent transmettre un message déchirant à nos patients : « Il n’y a plus d’options de traitement à vous proposer. » À l’époque, les principales armes contre le cancer avancé étaient la chimiothérapie et l’irradiation. Parfois efficaces, ils ne constituaient souvent pas le remède espéré par beaucoup.

Aujourd’hui, le paysage du traitement du cancer a radicalement changé. Nous avons assisté à l’émergence de nouveaux médicaments ciblant la croissance tumorale avec une grande précision. Certains cancers auparavant incurables, même à un stade avancé, sont désormais contrôlables. Pourtant, pour la majorité des patients atteints d’un cancer métastatique, la promesse insaisissable d’un traitement hautement efficace reste tout simplement hors de portée.

Pourquoi, malgré les milliards de dollars investis chaque année dans la recherche sur le cancer, la guérison des patients atteints d’un cancer avancé reste-t-elle une exception plutôt qu’une norme ?

La réponse réside dans la nature même du cancer. Le cancer résulte de changements génétiques aléatoires, appelés mutations, au sein de cellules saines, acquis au fil du temps. Les mutations peuvent être déclenchées par des choix de mode de vie, des prédispositions familiales, des problèmes de santé existants à long terme ou même une exposition à des produits chimiques dangereux. Au fur et à mesure qu’elles s’accumulent, les cellules mutées se transforment en entités cancéreuses.

Deux implications découlent de ce caractère aléatoire. Premièrement, chaque cancer est aussi unique que l’individu qu’il touche, ce qui signifie que même les personnes diagnostiquées avec le même type de cancer ne présentent qu’une fraction des mutations communes. Deuxièmement, chaque tumeur est une tapisserie complexe de milliards de cellules distinctes, apprenant constamment à s’adapter, à échapper au système immunitaire et à résister aux stratégies thérapeutiques que nous lui imposons.

Mais et si, pour déjouer ces adversaires insaisissables, nous pouvions exploiter la puissance d’une autre force intimement personnelle et en apprentissage constant : notre propre système immunitaire ?

Le mécanisme de défense de l’organisme est constitué de milliards de cellules dotées de capacités étonnantes. Parmi eux, les lymphocytes T s’imposent comme des sentinelles vigilantes de la nature, patrouillant sans cesse dans notre organisme. Pourtant, notre système immunitaire est programmé au cours de l’évolution pour faire face aux menaces externes, telles que les virus et les bactéries, plutôt qu’aux mutations internes. Par conséquent, seule une infime fraction des mutations retient l’attention de nos défenses immunitaires.

Imaginez maintenant un avenir où des vaccins anticancéreux personnalisés à la demande seraient disponibles. Ils seraient conçus pour transmettre avec précision les mutations cancéreuses uniques de chaque patient, agissant comme une affiche de recherche pour les cellules immunitaires, leur demandant de lancer des attaques multiformes sur la tumeur.

Ce qui n’était autrefois qu’une vision il y a trente ans, alors que nous étions au chevet de nos patients, fait désormais l’objet d’essais cliniques approfondis menés par nous et par d’autres.

Les progrès combinés de la science et de la technologie dans divers domaines ont fourni un vent favorable.

Décrypter la constitution génétique du cancer de chaque patient à partir d’une minuscule biopsie en haute résolution et en quelques heures est devenu possible grâce à la lecture de l’ADN à l’aide de technologies de séquençage de nouvelle génération. Une nouvelle puissance de calcul largement disponible nous aide à traiter les grandes quantités de données créées par ce séquençage. Nous appliquons le calcul avancé et les algorithmes d’IA aident à identifier les mutations que nous estimons les plus pertinentes. Ils deviennent ensuite la base de l’affiche « Wanted », qui est envoyée aux cellules via l’ARN messager (ARNm) du vaccin. L’ARN, notre plateforme vaccinale préférée, est le messager le plus primordial de la nature. Il peut être rapidement conçu, personnalisé et fabriqué en quelques semaines. Après tout, le temps presse pour les patients atteints de cancer.

Les candidats vaccins personnalisés contre le cancer sont actuellement soumis à des tests rigoureux et leur accès est limité à des essais cliniques contrôlés. Ces essais ont montré la faisabilité d’une approche personnalisée chez un plus petit nombre de patients en activant et en développant des cellules T capables de reconnaître les cellules tumorales en fonction de mutations sélectionnées – une condition préalable importante pour que le système immunitaire combatte le cancer. Des essais cliniques récents sur le mélanome et le cancer du pancréas ont montré l’utilité potentielle des vaccins personnalisés à ARNm pour réduire le risque de rechute métastatique après une intervention chirurgicale. Les chercheurs mènent également actuellement des essais cliniques de plus grande envergure sur certains types de cancer afin de comparer ces vaccins personnalisés aux normes de soins thérapeutiques actuelles. Les données de ces essais dans les années à venir renseigneront sur la sécurité et l’efficacité des vaccins personnalisés contre le cancer en cours de développement.

Les progrès technologiques et scientifiques se produisent souvent en silos parallèles, mais lorsqu’ils convergent, les résultats peuvent être révolutionnaires. La fusion de l’ARNm et de l’intelligence artificielle illustre une telle confluence, jetant les bases de solutions médicales transformatrices centrées sur le patient et ouvrant la voie à une nouvelle ère pour la médecine.

Nous pensons que l’IA continuera à jouer un rôle de plus en plus central dans le développement de vaccins et de médicaments personnalisés contre le cancer. Les algorithmes d’IA peuvent analyser rapidement des ensembles massifs de données génomiques et aider à identifier des modèles et des corrélations que les méthodes traditionnelles pourraient négliger. Cette analyse rapide et précise est particulièrement utile lorsqu’on cherche à identifier les mutations cancéreuses pertinentes parmi les nombreuses variations génétiques de la tumeur d’un patient. À mesure que les bases de données mondiales sur le cancer se développent, les prévisions concernant la sélection des mutations et la conception du vaccin pour chaque patient sont susceptibles de s’améliorer continuellement.

L’ARNm hautement polyvalent peut, grâce à ses caractéristiques moléculaires, permettre une fabrication rapide mais évolutive dans des installations de fabrication miniaturisées, parallélisées et automatisées. La production parallèle brise la chaîne de montage traditionnelle et permet de fabriquer simultanément différents produits. Pour nous, ces caractéristiques de la fabrication basée sur l’ARNm sont fondamentales pour rendre un jour des médicaments véritablement personnalisés largement disponibles, ainsi que pour mettre en pratique les connaissances scientifiques – développées avec l’aide de l’IA – en temps voulu. La combinaison de ces technologies pourrait permettre des ajustements rapides des vaccins personnalisés à ARNm à mesure que le profil de mutation tumorale d’un patient évolue.

Nous pensons que dans le domaine de la recherche médicale, le mariage de technologies telles que l’IA et l’ARNm ouvre la voie à une ère de transformation avec des parallèles avec la loi de Moore sur les micropuces. Tout comme la loi de Moore prédisait la croissance exponentielle de la puissance de calcul, nous assistons aujourd’hui à une accélération similaire qui pourrait contribuer à répondre à des besoins médicaux urgents mais non satisfaits. Il existe cependant une certaine disparité : la vitesse à laquelle de nouvelles connaissances sont découvertes et les obstacles technologiques surmontés dépasse notre capacité à développer et à approuver de nouvelles thérapies dans le cadre des systèmes réglementaires et procéduraux traditionnels des paradigmes actuels de développement de médicaments, de pratique clinique et de soins.

Ainsi, les scientifiques, les gouvernements, les secteurs de la santé publique et les sociétés sont appelés à agir pour éviter un écart croissant entre ce qui serait réalisable sur la base de nos connaissances actuelles et des progrès technologiques, et ce qui est réellement proposé comme options de traitement aux patients.

Avec tout cela à l’esprit, à quelle distance sommes-nous d’un avenir médical de vaccins personnalisés contre le cancer ?

Il est encore tôt. Comme pour tout autre traitement nouveau, les candidats vaccins personnalisés contre le cancer doivent passer les étapes prescrites de développement clinique et prouver une efficacité supérieure par rapport aux thérapies existantes. Nous prévoyons que l’approbation et l’adoption initiales de ces thérapies auront lieu pour certains types de cancer d’ici 2030. La décennie suivante pourrait voir une transformation technologique qui rendra les thérapies personnalisées largement disponibles et abordables.

Le cancer est profondément personnel et il est grand temps que son traitement le devienne également.

Le Dr Ugur Sahin et le Dr Özlem Türeci sont des pionniers dans le domaine des vaccins à ARNm et des immunothérapies personnalisées contre le cancer, et sont les fondateurs scientifiques de BioNTech.