Des capteurs quantiques révolutionnaires pourraient permettre un diagnostic et un traitement plus précoces du cancer

Des capteurs quantiques révolutionnaires pourraient permettre un diagnostic et un traitement plus précoces du cancer

Un projet révolutionnaire de détection quantique qui pourrait transformer le traitement du cancer en suivant la manière dont les cellules immunitaires interagissent avec les tumeurs a reçu une prestigieuse bourse Future Leaders d'une valeur de 2 millions de livres sterling.

La subvention de quatre ans, financée par UK Research and Innovation, se concentre sur un problème critique : les cellules immunitaires échouent souvent lorsqu'elles rencontrent des tissus cancéreux parce que l'environnement tumoral perturbe leur métabolisme. Ce projet révolutionnaire pourrait permettre le développement de thérapies anticancéreuses améliorées et adaptées aux patients et fournir des outils pour un diagnostic et une évaluation plus précoces des médicaments anticancéreux.

La Dre Aldona Mzyk utilisera des capteurs quantiques, des appareils qui utilisent les propriétés de la physique quantique pour détecter de minuscules changements, afin de comprendre pourquoi les immunothérapies anticancéreuses actuelles fonctionnent pour certains patients mais pas pour d’autres.

Les capteurs quantiques peuvent détecter les changements moléculaires dans les cellules vivantes avec une précision extraordinaire, mesurant les changements à des échelles de longueur des milliers de fois inférieures à la largeur d'un cheveu humain. Le projet du Dr Mzyk utilisera des capteurs aussi petits qu'un seul électron pour étudier les signaux magnétiques des radicaux libres. Ces molécules hautement réactives jouent un rôle crucial dans le métabolisme cellulaire et le développement des maladies.

La recherche répond à un défi majeur dans le traitement du cancer. Bien que les cellules immunitaires fabriquées en laboratoire, appelées cellules CAR-T, aient traité avec succès des cancers du sang tels que la leucémie et le lymphome, elles fonctionnent moins de la moitié du temps sur des tumeurs solides telles que le cancer du sein, du poumon ou du côlon. Cet échec se produit parce que les tissus cancéreux consomment les ressources disponibles et produisent des métabolites qui provoquent un dysfonctionnement des cellules immunitaires.

Le Dr Aldona Mzyk est actuellement chercheuse au DTU de Copenhague et rejoindra l'Institut de photonique et des sciences quantiques de l'Université Heriot-Watt. Elle a déclaré : « Chaque minute, dix-sept personnes dans le monde meurent du cancer. Nous savons que la défaillance des cellules immunitaires est due à des changements dans leur métabolisme lorsqu'elles interagissent avec les cellules cancéreuses. Pour améliorer les performances des cellules immunitaires, nous devons comprendre comment contrôler ces changements métaboliques en surveillant la production de radicaux libres dans les cellules et en espionnant leur comportement.

Le projet multidisciplinaire combinera la détection quantique avec la spectroscopie optique et la microfluidique pour créer une plateforme intégrée capable de suivre le métabolisme cellulaire de milliers de cellules en quelques secondes. Le projet s'inscrit dans le cadre du programme national de technologie quantique du Royaume-Uni et vise à équiper le NHS de capteurs quantiques hautement sensibles.

Le professeur Cristian Bonato, chercheur principal du centre de détection quantique à l'échelle nanométrique d'Heriot-Watt, a déclaré : « La détection quantique transforme le diagnostic médical car sa sensibilité jusqu'au niveau des molécules individuelles nous permet de détecter la maladie à un stade précoce, conduisant souvent à de meilleurs résultats de traitement. Chez Heriot-Watt, nous développons des capteurs quantiques qui atteignent une précision sans précédent, de l'imagerie des champs magnétiques dans les nanomatériaux à la détection de petites quantités de molécules pertinentes pour la recherche biomédicale.

La bourse du Dr.

Cristian Bonato, chercheur principal, Université Heriot-Watt

L'Institut de photonique et des sciences quantiques d'Heriot-Watt est impliqué dans quatre des cinq centres de recherche quantique annoncés l'année dernière par le Conseil de recherche en ingénierie et en sciences physiques (EPSRC). Heriot-Watt dirige le Hub des réseaux quantiques intégrés et est impliqué dans la recherche quantique en mettant l'accent sur la détection, l'imagerie, la mesure du temps et les applications biomédicales.

Sources :