Quel parcours vous a menée à la Faculté de médecine?

Originaire de Bellinzona, j'ai étudié la médecine à Berne avant de réaliser un MD-PhD au Ludwig Institute for Cancer Research à Lausanne, dans le domaine de l'immunologie tumorale. Après un post-doctorat à Berne et plusieurs années à Lausanne avec une bourse Ambizione puis un poste PRIMA du FNS, j'ai rejoint Genève en 2020 comme professeure assistante. Je viens d'être promue professeure associée et suis également membre de plusieurs centres facultaires et interfacultaires – CRTOH, GCIR, iGE3 ou encore l’Institut Ludwig à Lausanne – qui permettent de vraies synergies et une ouverture vers la médecine translationnelle et clinique. C'est une réelle valeur ajoutée pour la recherche.

Chercheuse en sciences fondamentales, vous n'avez jamais exercé la médecine clinique. Pourquoi avoir choisi d'étudier la médecine plutôt que la biologie?

J'avais besoin de comprendre la physiologie et la pathophysiologie du corps humain dans leur ensemble, avant d'en décrypter les mécanismes cellulaires et moléculaires. Cette formation oriente encore aujourd'hui mon approche vers la recherche translationnelle. Avec mon équipe, nous recevons chaque semaine des échantillons issus de patientes et de patients des HUG, que nous étudions en détail pour développer des solutions applicables en clinique. Cet aller-retour entre le laboratoire et la clinique est pour moi indispensable.

Qu'est-ce qui vous passionne dans l'immunothérapie du cancer?

Contrairement aux chimiothérapies qui détruisent les cellules de manière non spécifique, l'immunothérapie exploite la capacité naturelle du système immunitaire à protéger le corps contre les menaces. Dans le contexte du cancer, l’agresseur consiste en des cellules malignes, transformées. Les immunothérapies contre le cancer consistent à renforcer et diriger la réponse immunitaire spécifiquement contre les tumeurs. Il s'agit de redonner au corps sa propre force pour éliminer les cellules cancéreuses. Cette approche, à la fois élégante et prometteuse, offre encore de nombreux axes de recherche! Par exemple, dans le projet financé par la Fondation Leenaards que je co-dirige avec Yue Tang de l'EPFL et Olivier Michielin (UNIGE & HUG), nous passons des interactions biochimiques conventionnelles aux principes physiques, pour décrypter les interactions mécaniques entre cellules immunitaires et cellules tumorales. De récentes recherches indiquent en effet que plus les cellules tumorales sont rigides, plus le système immunitaire peut facilement les éliminer. Notre objectif est donc de décrypter les mécanismes sous-jacents et trouver le moyen de rigidifier les tumeurs in vivo, par exemple via des nanoparticules délivrant des ARN messagers capables de modifier sélectivement l’expression des gènes. Nos défenses immunitaires sont encore loin d’avoir livré tous leurs secrets!

Quel rôle joue l'écosystème genevois dans vos recherches?

Un rôle essentiel. Le CRTOH, notamment, a créé une véritable communauté réunissant des expertises différentes et renforce le lien avec l'hôpital. Par le biais de subsides comme les GTO Awards (pour Geneva Translational Oncology), des chercheuses et chercheurs sont associés à des cliniciennes et cliniciens pour mener des projets communs. Le centre dispose aussi d'instruments de pointe pour analyser des prélèvements de patientes et patients au niveau de la cellule unique. En combinant les données générées par les différentes équipes du réseau, on atteint une masse critique qui permet des analyses puissantes grâce à des algorithmes d'intelligence artificielle. L'objectif est d'intégrer données cliniques, histologiques et génomiques afin de mieux prédire et adapter la réponse aux traitements pour chaque malade.

Plus récemment, vous explorez les liens entre le cerveau et le système immunitaire au travers de la réalité virtuelle. Comment en êtes-vous arrivé là?

L'idée, née de discussions avec des neuroscientifiques de l’UNIL, n’est pas si récente que ça. Mais il nous a fallu du temps pour démontrer sa validité! Le cerveau et le système immunitaire réagissent tous deux aux signaux de danger, mais on les a longtemps étudiés séparément. Notre hypothèse était que la simple perception visuelle de signes de maladie pouvait activer préventivement le système immunitaire, avant même un contact ou une réelle infection. En résumé, si je vois une personne avec des signes perceptibles de maladie, mon cerveau alerte déjà mon système immunitaire pour qu'il se prépare à réagir.

Pour tester cette idée, nous avons utilisé la réalité virtuelle, qui permet de délivrer des stimuli uniquement visuels, sans facteur confondant. Nous avons exposé des participantes et participants sains à des avatars dont certains présentaient des signes d'infection extraits de photos de personnes malades, d'autres des signes de stress, et d'autres encore une apparence saine. Les résultats, publiés en couverture de Nature Neuroscience, confirment qu’il y a bien une activation spécifique des zones cérébrales dédiées et des cellules sentinelles de l'immunité innée en réponse aux avatars «malades».  Et nous avons également montré que cette activation immunitaire répondait aux signaux envoyés par le cerveau, qui différaient selon les avatars. 

Quelles sont les prochaines étapes?

La prochaine étape consiste à déterminer le degré de spécificité de ce système et à évaluer ses applications thérapeutiques potentielles. Pour cela, nous avons photographié des moulages historiques de maladies infectieuses des 150 dernières années au Musée des moulages de Zurich afin de générer de nouveaux avatars. L'objectif est d'analyser si le cerveau est capable de distinguer différents types d'agents pathogènes (viraux, bactériens, fongiques) et d'alerter en conséquence différents types de réponses immunitaires. Nous cherchons également à déterminer si la réponse immunitaire est une réactivation de la mémoire immunologique ou une réponse nouvellement générée. Pour cela, nous comparerons les réactions à des avatars représentant des maladies familières, comme l'herpès, et des maladies historiques, comme la peste, auxquelles nous n'avons jamais été exposé-es.

Un subside CONFIRM Priority de la Fondation privée des HUG vise justement à explorer des applications thérapeutiques à cette découverte, dans le domaine des allergies…

Avec Peter Jandus, allergologue aux HUG, Oliver Kannapé du Centre de réalité virtuelle des HUG et Andrea Serino, neuroscientifique au CHUV/UNIL, nous testons si une approche par VR pourrait servir d'alternative thérapeutique pour la désensibilisation au venin des hyménoptères, tels que les piqûres d'abeilles et de guêpes. Dans cette étude, les patientes et les patients sont plongés dans un environnement virtuel peuplé d'abeilles (ou d'animaux témoins), puis «piqués» virtuellement par un stimulus léger sur leur peau. Les biomarqueurs neuro-immuns sont surveillés et comparés à la fois aux réponses provoquées par les stimuli témoins et à celles observées avec les protocoles de désensibilisation conventionnels. Si les résultats sont concluants, nous répéterons les expositions comme dans la désensibilisation conventionnelle, afin d'entraîner le système immunitaire à la tolérance.

A mon sens, la dimension neuro-immunologique des maladies somatiques n'a pas encore été suffisamment étudiée. Par exemple, certaines personnes allergiques à des aliments développent des plaques rien qu'en les voyant – sans aucun contact avec l'allergène. Que se passe-t-il entre leur cerveau et leurs cellules immunitaires? Les applications potentielles de cette recherche sont vastes: maladies auto-immunes et inflammatoires, cancer, et même vaccination – on pourrait imaginer une première injection vaccinale classique suivie de rappels en réalité virtuelle, sans logistique complexe ni chaîne du froid. Avec un avantage majeur: plus besoin de se déplacer, un casque VR à domicile suffirait, et on limiterait aussi les effets secondaires potentiels pharmacologiques.

Ces recherches peu conventionnelles ont-elles été faciles à faire accepter?

Pas vraiment! C’était peut-être un peu trop original. Mais nous avons persévéré et développé des protocoles de recherche extrêmement stricts. D’un point de vue de carrière, s’engager dans des projets à haut risque sans position académique stable est un défi, et bon nombre de scientifiques ne le recommanderaient pas forcément. J'ai cependant toujours pensé qu'il faut oser poursuivre ses convictions scientifiques – et je suis ravie de récolter aujourd’hui le fruit de cette persévérance.  Je souhaite maintenant explorer plus en détails les connexions entre neuro-immunologie et cancer: comprendre comment le système nerveux et les neurotransmetteurs influencent la croissance tumorale et l'infiltration immunitaire dans les malades, et exploiter la réalité virtuelle ou d'autres stimulations neurales pour améliorer leurs traitements. Ce champ est totalement nouveau chez l'être humain.