L’innovation en oncologie s’impose comme un enjeu majeur dans la lutte contre le cancer, qui demeure l’une des premières causes de mortalité en Europe. À la veille de la Journée mondiale de lutte contre le cancer qui se déroule chaque année le 4 février, l’Office européen des brevets (OEB) a publié sa seconde étude “New frontiers in oncology” sur les technologies dédiées au cancer, offrant une analyse approfondie des secteurs technologiques à la croissance la plus rapide. Celle-ci montre que, quand bien même l’Europe abrite le plus grand nombre de start-ups liées à l’oncologie, elle se laisse distancer par les États-Unis et la Chine en matière de dépôts de brevets.

Près de 20 millions de nouveaux cas de cancer, dont 433 000 en France, sont diagnostiqués dans le monde chaque année. Bien que l’Europe regroupe moins de 10 % de la population mondiale, elle représente près de 25 % des cas mondiaux de cancer et plus de 20 % des décès liés à cette maladie.

L’étude de l’OEB “Nouvelles frontières en oncologie : un écosystème d’innovation en évolution” se concentre sur les technologies les plus prometteuses et les variations entre les régions, les acteurs et les secteurs. Elle examine les dépôts de brevets dans 28 domaines technologiques du cancer et révèle de grandes variations dans les taux de croissance, ainsi que dans le nombre de familles de brevets internationales (FBI).

Les États-Unis en tête des inventions liées au cancer

Au cours de la période la plus récente (2015-2021), les domaines qui ont connu la plus forte croissance, mesurée par les taux de croissance annuels des FBI, comprennent des technologies telles que l’immunothérapie cellulaire (+37,8 %), la thérapie génique (+31,0 %), l’analyse d’images (+19,6 %), les biopsies liquides (+17,2 %) et l’informatique de santé (+14,7 %).

Les États-Unis dominent l’innovation en oncologie, avec une part stable d’environ 43 % des inventions mondiales liées au cancer. En revanche, la part des déposants européens a chuté de 18,7 % à 12,4 % entre 2010 et 2021, alors que le dépôt de brevets en oncologie s’est intensifié. La Chine affiche la plus forte progression : le nombre de FBI a plus que quadruplé au cours de la période 2015-2021, porté principalement par le secteur privé, qui dépasse désormais largement le secteur public.

La France, moteur européen de l’innovation en oncologie

L’étude souligne la place prépondérante de la France dans l’écosystème européen, grâce à son dynamisme en matière de brevets et à l’excellence de ses institutions de recherche.

Avec plus de 3 500 FBI publiées entre 2010 et 2021, la France se positionne au deuxième rang européen derrière l’Allemagne. Elle se distingue particulièrement dans le domaine de la médecine personnalisée, où elle représente 5,6 % des inventions brevetables entre 2016 et 2021. Cette avancée traduit une approche innovante du traitement du cancer, mettant l’accent sur des thérapies adaptées aux spécificités génétiques des patients. Cette période a également été marquée par une croissance significative dans le domaine des vaccins immunothérapeutiques, où la part de la France est passée de 4,0 % à 4,7 % par rapport à la période 2010-2015.

L’écosystème français est porté par un réseau de recherche particulièrement performant. L’Inserm et le CNRS occupent respectivement la deuxième et la troisième place au niveau mondial pour le nombre de brevets déposés en oncologie. Au total, dix institutions françaises figurent parmi les quinze premières européennes, confirmant l’importance des organismes de recherche publics dans l’innovation technologique contre le cancer. Cette dynamique se traduit également par une forte contribution des universités et des hôpitaux, qui représentent près des deux tiers des brevets déposés en France dans ce domaine.

Par ailleurs, l’Hexagone affiche une présence notable dans le paysage européen des start-ups spécialisées en oncologie : avec 246 jeunes entreprises dédiées à ce secteur, il se classe juste derrière le Royaume-Uni (290 start-ups) et devant l’Allemagne (208). L’Europe compte environ 1 500 start-ups en oncologie, dépassant ainsi les États-Unis (1 325). Cependant, si le nombre de start-ups en phase de création y est supérieur, la transformation de ces entreprises en acteurs majeurs demeure un défi : moins de 22 % des start-ups françaises en oncologie (24 % au sein de l’UE et moins de 27 % dans les autres États membres de l’OEB) atteignent un stade avancé de croissance, contre près de 40 % aux États-Unis.

L’étude de l’OEB souligne également une perte de terrain de l’Europe face aux États-Unis et à la Chine dans les secteurs les plus dynamiques de l’innovation oncologique. Les parts européennes ont reculé de 5 points de pourcentage dans des domaines stratégiques comme l’immunothérapie cellulaire, la thérapie génique et l’analyse d’images. Ces technologies, en forte expansion, nécessitent des investissements massifs et un écosystème favorable à leur développement.

L’innovation en oncologie en France repose sur une base scientifique solide et un réseau de start-ups prometteur. Toutefois, l’enjeu réside dans la capacité à transformer ces avancées en succès industriels et cliniques. L’accès au financement, le soutien aux phases de croissance et la structuration d’un écosystème plus propice à l’industrialisation de l’innovation apparaissent comme des leviers essentiels pour renforcer la compétitivité française et européenne dans ce domaine stratégique.

António Campinos, président de l’OEB, conclut :

“En référence au rapport de Mario Draghi sur l’avenir de la compétitivité européenne, les conclusions de cette étude constituent un signal d’alarme pour l’écosystème d’innovation en oncologie en Europe. Alors que les technologies de lutte contre le cancer évoluent rapidement et s’engagent vers des recherches inédites, l’Europe doit réagir pour préserver son avantage compétitif en matière d’innovation dans le secteur de la santé et ainsi contribuer à sauver des vies. Les startups européennes en oncologie sont un atout, mais elles ont besoin d’investissements et de soutien pour développer leurs innovations.”

L’un des principaux défis des essais cliniques est le recrutement de patients éligibles, un processus souvent long et complexe auquel l’IA pourrait contribuer à répondre. Les résultats prometteurs de premières expérimentations réalisées dans le cadre du projet AIIPIK “Artificial Intelligence to Improve Patient Inclusion and Knowledge”, mené par la société Ospi, spécialisée en IA et données de santé, en partenariat avec le CHU de Toulouse, et soutenu par Amgen France, ont d’ailleurs été présentés le mois dernier lors du Congrès d’oncologie médicale européen (ESMO) à Barcelone.

Ospi est né de la fusion en septembre 2023 du Groupe PSIH, pionnier des solutions décisionnelles sur les données de santé médico-économique de l’hôpital et de la start-up Collective Thinking, spécialiste du codage médical et de la valorisation de données de santé grâce à l’IA. L’été dernier, la société annonçait l’acquisition d’Alicante, fondée en 1999 par d’anciens hospitaliers et universitaires du CHU de Lille, des laboratoires INSERM et du CNRS, spécialisée dans l’exploitation des données hospitalières grâce à l’IA et l’analyse sémantique.

Son logiciel I4H Research vise à aider les cliniciens et les professionnels de santé à tirer parti des données disponibles, qu’elles soient structurées (comme les résultats de tests) ou non structurées (comme les notes de consultation). Il utilise les dernières avancées en matière de traitement naturel du langage pour intégrer et analyser l’essentiel des sources de données hospitalières (comptes-rendus d’hospitalisation, de consultation, d’examens d’imagerie médicale, ainsi que les résultats biologiques, cytologiques et histologiques, y compris les biomarqueurs) en temps réel.

AIIPIK, un projet issu du programme EIT “Start-ups Meet Pharma”

Le programme EIT “Start-ups Meet Pharma” est conçu pour créer des ponts entre les start-ups innovantes dans le domaine de la santé et les grandes entreprises pharmaceutiques européennes. Celles-ci demandent aux premières de relever un défi, Amgen leur a demandé de proposer une solution capable d’identifier et de sélectionner automatiquement les patients pour des essais cliniques à partir des dossiers médicaux, en oncologie et en hématologie (avec possibilité d’application à d’autres aires thérapeutiques).

Nathalie Varoqueaux, Directrice Médicale, Amgen France, explique :

“L’identification de patients éligibles aux essais cliniques sur la base de critères spécifiques est un élément clé pour le succès de nos études cliniques et l’attractivité de la France pour les essais internationaux. Or, il est difficile d’estimer en temps utile le potentiel de patients éligibles dans les établissements. Au travers du projet AIIPIK, notre ambition est de comprendre l’intérêt et la faisabilité d’utiliser l’intelligence artificielle pour accélérer la phase de « pré-screening » de patients dans les essais cliniques et ainsi augmenter le nombre de patients participants, notamment en oncologie”.

De premiers résultats prometteurs

Dans le cadre du projet, la solution i4H d’Ospi a été déployée au CHU de Toulouse. L’expérimentation visait à évaluer sa capacité à identifier des patients correspondant aux critères d’éligibilité d’une étude clinique, en comparaison avec l’identification manuelle réalisée par les équipes de recherche clinique : l’algorithme i4H a non seulement permis d’identifier un nombre plus élevé de patients éligibles, mais aussi de le faire de manière plus efficace qu’un examen manuel réalisé pour une étude clinique en oncologie thoracique, sponsorisée par Amgen.

Julien Mazières, Pr au CHU Toulouse, conclut :

“Ce travail a permis d’identifier à partir des données médicales recueillies dans leur dossier, des patients potentiellement éligibles à un essai clinique de médecine personnalisé pour un certain sous-type de cancer du poumon. Le nombre de patients identifiés est supérieur au nombre de patients précédemment identifiés « manuellement » dans notre centre, soulignant l’intérêt de cette solution”.

L’Assistance Publique-Hôpitaux de Paris (AP-HP), premier centre hospitalier universitaire d’Europe, et Owkin, licorne franco-américaine spécialisée en biotechnologie, annoncent une reconduction pour 5 ans de leur partenariat. Ce renouvellement stratégique vise à renforcer l’utilisation de l’IA et des données de santé pour la découverte de nouvelles thérapies, en particulier dans les domaines de l’oncologie, de l’immunologie et de la cardiologie, ainsi qu’à améliorer la prise en charge des patients.

Cofondée en 2016 par Thomas Clozel, chercheur clinicien et ancien professeur adjoint en hématologie clinique, et Gilles Wainrib, docteur en IA appliquée à la biologie, Owkin s’est donnée pour mission d’utiliser l’IA afin de découvrir et de développer de meilleurs traitements pour les besoins médicaux non satisfaits, à commencer par la lutte contre le cancer.

Spécialisée dans l’IA et dans l’apprentissage fédéré appliqué à la recherche médicale, elle collabore avec de nombreux centres hospitaliers, dont l’AP-HP.

Un partenariat fructueux

Depuis le début de leur collaboration en 2019, l’AP-HP et Owkin ont réalisé des avancées majeures dans la recherche médicale, avec plus de vingt projets de recherche, dont plusieurs ont conduit à des publications scientifiques.

L’hôpital Bicêtre de l’AP-HP, pilote en pathologie numérique, a fait figure de pionnier en testant Dx RlapsRisk BC, une solution d’Owkin, développée en collaboration avec l’Institut Gustave Roussy, qui a reçu en 2022 la certification CE-IVD (CE Marking for In Vitro Diagnostic).

RlapsRisk BC est une solution de pronostic basée sur l’IA conçue pour prédire la probabilité pour une personne atteinte d’un cancer du sein précoce de rechuter après le traitement, permettant ainsi aux oncologues de déterminer quelles patientes à haut risque peuvent bénéficier de thérapies ciblées et quelles patientes à faible risque peuvent potentiellement éviter la chimiothérapie. Le projet pilote, mené par la Pr Catherine Guettier, a permis de fournir des retours d’expérience à Owkin pour le développement de sa solution.

Dans le cadre de leur premier partenariat, AP-HP et Owkin ont également développé PACpAInt, un modèle de deep learning permettant de prédire les sous-types génomiques de l’adénocarcinome pancréatique, la tumeur la plus fréquente chez les patients atteints du cancer du pancréas, un cancer dont le taux de survie est l’un des plus faibles, mais évolue positivement ces dernières années grâce à la recherche médicale, un dépistage précoce et des thérapies ciblées.

Cet outil, qui a été développé en utilisant les ressources histologiques et moléculaires uniques de quatre hôpitaux du réseau AP-HP (Amboise Paré, Beaujon, Pitié Salpétrière, Saint Antoine), a fait l’objet d’une publication dans Nature Communications, en juin 2023.

L’AP-HP collabore également avec Owkin et Sorbonne Université dans le cadre du projet RHU AI-Triomph pour optimiser les essais cliniques en oncologie grâce à l’IA et une approche multimodale. Ce projet, dirigé par la Pr Magali Svrcek et le Pr Jean-Baptiste Bachet, se concentre sur les adénocarcinomes canalaires du pancréas et de l’œsophage, ainsi que sur les cancers de la thyroïde réfractaires à l’iode radioactif. L’objectif est de développer un système d’IA pour améliorer les traitements personnalisés, optimiser les essais cliniques et créer un “cancer intelligence hub” associé à l’AP-HP.

Le renouvellement de ce partenariat permettra d’étendre l’utilisation de l’IA à d’autres domaines médicaux, tout en continuant de s’appuyer sur l’entrepôt de données de santé (EDS) de l’AP-HP, qui rassemble les informations de 14 millions de patients. Ces données précieuses, combinées aux capacités d’IA avancées d’Owkin, ouvrent la voie à des innovations de rupture dans la recherche et le développement de nouvelles thérapies.

Nicolas Revel, directeur général de l’AP-HP, commente :

“Le renouvellement du partenariat entre Owkin et l’AP-HP est la reconnaissance partagée du succès du partenariat conclu il y a cinq ans. Il permet aux équipes hospitalières de mener des projets collaboratifs d’excellence dans le domaine de l’IA, en s’appuyant notamment sur l’exploitation de l’entrepôt de données de santé de l’AP-HP. La poursuite de cette collaboration vise à approfondir les avancées technologiques, à étendre les domaines d’application clinique et à augmenter le nombre de projets portés conjointement. La collaboration entre l’AP-HP et Owkin s’inscrit, à ce titre, en cohérence avec la politique de recherche partenariale de l’AP-HP, labellisée Institut Carnot”.

Thomas Clozel, PDG d’Owkin, ajoute :

“Le renouvellement de cette collaboration marque une étape clé dans l’évolution de nos solutions d’IA et témoigne de la confiance que l’AP-HP, institution de référence, accorde à nos innovations. Grâce à l’IA et au potentiel d’innovation de l’AP-HP, nous entendons accroître nos partenariats industriels et développer de nouvelles thérapies et de nouveaux outils diagnostics au service des patients. En partenariat avec l’AP-HP, nous intégrons l’expertise des cliniciens et chercheurs à chaque phase du développement de nos technologies, toujours au service des patients. Cette synergie renforce notre engagement à concevoir des solutions robustes et performantes, enrichies par l’apport inestimable de l’AP-HP, comme les données multimodales des patients”. 

Airbus, Accuray et l’IUCT-Oncopole ont signé récemment un accord visant à améliorer la disponibilité et la maintenance des équipements de radiothérapie à l’Oncopole grâce à l’IA. Ce partenariat, qui repose sur l’expertise d’Airbus en IA et celle des spécialistes de l’Institut universitaire en radiothérapie et physique médicale, exploitera les données d’Accuray, pour prédire les dysfonctionnements des systèmes de radiothérapie, afin de réduire les retards et les interruptions dans la prise en charge des patients.

Si Airbus, géant de l’aérospatial, s’est emparé dès l’an passé de l’IA générative pour améliorer son mode de fonctionnement, cela fait des années qu’il exploite l’IA et les données pour suivre l’état de ses flottes d’avions et extraire des informations.

En 2016, l’application de l’IA dans OneAtlas a permis de traiter des images satellites à haute résolution, fournissant ainsi des informations précieuses aux agriculteurs, assureurs et énergéticiens. Depuis 2017, la plateforme digitale Skywise du constructeur aéronautique , qui utilise des technologies telles que le traitement du langage naturel (NLP), permet d’améliorer la maintenance prédictive et de limiter les pannes d’avions en service.

Un partenariat novateur pour la santé

En 2022, Airbus a signé un premier partenariat de deux ans avec l’IUCT-Oncopole pour accélérer la recherche contre le cancer grâce à l’IA et met aujourd’hui à profit son expertise, développée pour l’industrie aéronautique, pour anticiper et prévenir les dysfonctionnements des systèmes de radiothérapie, optimisant ainsi le parcours des patients.

Ces systèmes, fournis par Accuray, une entreprise américaine, sont essentiels pour le traitement de nombreux patients à l’Oncopole, un centre de référence pour la prise en charge des cancers en France. L’Institut traite chaque année 11 000 nouveaux patients, son département de radiothérapie prend en charge 3 500 patients par an et a assuré l’an passé près de 56 000 séances de radiothérapie.

Klara Wittkowski, directrice du développement de la R&T et des partenariats chez Airbus, souligne :

“Chez Airbus, nous nous efforçons de développer nos connaissances et les technologies d’intelligence artificielle d’une manière responsable qui privilégie avant tout les personnes. Lorsque nous avons commencé notre partenariat avec l’Oncopole il y a deux ans, nous savions que nous pourrions grandement exploiter notre expertise au bénéfice des soins en oncologie, car la nature transverse de l’IA la rend facilement transférable d’un domaine à l’autre”.

Prédire les pannes pour des soins continus

Le projet repose sur l’utilisation de modèles prédictifs qui analysent en temps réel les performances des systèmes de radiothérapie adaptative Accuray Radixact, une technologie non invasive offrant une précision accrue dans le traitement d’un large éventail de  tumeurs. Ces modèles permettront de détecter de manière proactive les signes avant-coureurs de défaillance, assurant ainsi un fonctionnement optimal des machines.

Suzanne Winter, présidente et directrice générale d’Accuray, explique :

“Les patients en radiothérapie reçoivent des soins selon un calendrier déterminé par leur équipe médicale. Notre priorité absolue est de veiller à ce que nos systèmes fonctionnent sans interruption. Nous continuons à rechercher les meilleures pratiques dans d’autres industries, telles que l’aviation, domaine dans lequel la performance opérationnelle constante est primordiale, et la surveillance du bon fonctionnement des composants essentielle”.

Un projet au cœur de l’innovation en oncologie

Pour le Professeur Delord, directeur général de l’Oncopole, ce partenariat s’inscrit dans une stratégie plus large visant à intégrer les nouvelles technologies dans les soins oncologiques. Il affirme :

“Le futur de l’oncologie doit se construire avec tous les acteurs qui peuvent contribuer à faire accélérer la recherche en oncologie. Élargir nos collaborations au-delà de notre écosystème « santé » fait partie de la stratégie data et IA de l’Oncopole. Après des premiers accords signés il y a deux ans avec Airbus et l’IRT Saint Exupéry qui ont déjà fait l’objet de publications, nous nous réjouissons d’avancer concrètement sur un projet qui vise à terme à faciliter la prise en charge des patients à l’Oncopole”.