CANCER: Une nouvelle techno nano pour diagnostiquer plus tôt – Nature Biotechnology

Des nanoparticules, créées par des ingénieurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT) pour amplifier les signaux tumoraux permettent de détecter plus tôt les biomarqueurs dans l'urine. Ce développement, co-financé par le National Institutes of Health et présenté dans la revue Nature Biotechnology du 16 décembre, permet déjà de révéler avec précision la formation précoce des tumeurs colorectales et s'avère prometteur pour mesurer la réponse tumorale à la chimiothérapie et détecter les métastases.

Sur le schéma ci-contre, les particules (marron) sont revêtues de peptides (bleu) qui clivés par des enzymes (vert) présents sur le site de la maladie. Les peptides s'accumulent dans l'urine, où ils peuvent être facilement détectés par spectrométrie de masse.

Trouver le moyen de diagnostiquer le cancer plus tôt améliorerait considérablement les chances de survie pour de nombreux patients. Une piste est de pouvoir évaluer les protéines spécifiques sécrétées par les cellules cancéreuses, qui circulent dans le sang. Cependant, leurs niveaux sont si faibles que leur détection précoce s'avère très difficile. La nouvelle technologie développée au MIT peut contribuer à détecter ces biomarqueurs beaucoup plus facilement : Les nanoparticules interagissent en effet avec des protéines cancéreuses pour produire des biomarqueurs en quantité, plus faciles à détecter dans les urines : les particules interagissent avec des enzymes connues sous le nom protéases, qui clivent les protéines en fragments plus petits. C'est donc en fait un système d'amplification qui pourrait également permettre de suivre la progression de la maladie et la façon dont les tumeurs répondent au traitement, explique Sangeeta BhatiaBhatia, du MIT.

Une recherche complexe -car de nombreuses études génomiques ont révélé que de nombreux cancers, comme le cancer du sein, sont en fait des groupes de plusieurs maladies à différentes signatures génétiques-, mais qui semble répondre à la quête désespérée de biomarqueurs pour la détection précoce et le pronostic des maladies. Une étude récente de chercheurs de l'Université de Stanford a même constaté, qu'avec les meilleurs biomarqueurs existants pour le cancer de l'ovaire, une tumeur ovarienne ne peut être diagnostiquée que 8 à 10 ans après sa formation.

Une signature spécifique à chaque type de tumeur : Ce nouveau système est donc une approche novatrice pour résoudre le problème de la rareté des biomarqueurs dans le corps. Mais il fallait aussi pouvoir être précis. Les chercheurs ont donc conçu leurs particules de manière à ce qu'elles puissent exprimer 10 peptides différents, dont chacun est clivé par une protéase parmi des dizaines de protéases. Chacun de ces peptides est d'une taille différente, ce qui permet de les distinguer à la spectrométrie de masse. Cela permet ainsi d'identifier des signatures distinctes associées à différents types de tumeurs.

La capacité de ces nanoparticules a d'ores et déjà été validée sur le diagnostic de stades précoces du cancer colorectal chez la souris, et sur le suivi de la progression de la fibrose hépatique. Dans ce dernier cas, ce nouveau mode de diagnostic pourrait avantageusement remplacer la surveillance par biopsie, coûteuse et invasive.

Source: Nature Biotechnology doi:10.1038/nbt.2464 online 16 December 2012 Mass-encoded synthetic biomarkers for multiplexed urinary monitoring of disease (Schéma MIT@ Justin H. Lo)