Et si un jour, la détection d'un cancer devenait un jeu d'enfant? Les chercheurs de l’université de l'Illinois (Etats-Unis) ont mis au point une technique rapide, peu coûteuse mais sensible, pour détecter et compter les microARN associés au cancer. Grâce à cette nouvelle méthode, il est également possible de dénombrer les minuscules fragments de molécules messagères qui sont exsudés des cellules et peuvent être détectés dans le sang ou le sérum, avec une résolution pour compter chaque molécule.
Son développement, qui le rapproche de celui de la biopsie liquide, détecte la présence de cellules cancéreuses dans l'organisme par l'analyse d'un petit échantillon de sang ou de sérum. Cette technique serait susceptible de remplacer le prélèvement de tissu invasif, couramment utilisé pour le diagnostic. Les résultats de l’étude sont à retrouver dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences.
Distinguer différents biomarqueurs
Pour le professeur de génie électrique et informatique de l’Illinois Brian Cunningham, “les cellules cancéreuses contiennent des mutations génétiques qui leur permettent de proliférer de manière incontrôlée et d'échapper au système immunitaire, et certaines de ces mutations se retrouvent dans les micro-ARN. Il existe des molécules de micro-ARN spécifiques, dont la présence et la concentration sont connues pour être liées à l'agressivité de certains types de cancer. Elles sont donc connues comme des biomarqueurs qui peuvent être la molécule cible d'un test de diagnostic.”
La technique développée par le groupe de recherche s'appelle la microscopie par absorption à résonateur photonique (PRAM), qui capture et compte les biomarqueurs microARN. Le test de cette nouvelle technique a été effectué en collaboration avec le professeur Manish Kohli, du Moffitt Cancer Center en Floride, sur deux micro-ARN connus pour être des marqueurs du cancer de la prostate. Dans l'étude, les scientifiques ont constaté que la nouvelle PRAM était suffisamment sensible pour détecter de petites quantités de biomarqueurs du cancer présents dans le sérum d'un patient. Cette différenciation a pu être réalisée tout en écartant d’autres biomarqueurs présent dans le sérum.
Sensible et sélectif à la fois
Nantao Li, co-premier auteur, détaille le fonctionnement de cette technique. “Un des principaux défis de la biodétection est de maintenir la sensibilité et la sélectivité en même temps. Nous voulions qu’elle soit suffisamment sensible pour détecter de très petites quantités, mais nous ne voulions pas qu'elle détecte tous les ARN dans le sang. Nous voulions que cette séquence spécifique soit notre cible.”
Les résultats ont établi que la PRAM possédait les deux qualités, en combinant une sonde moléculaire et un capteur à cristal photonique. Grâce à cela, elle fonctionne avec le micro-ARN désigné et peut également se lier à un biomarqueur cible. Elle peut ensuite produire un signal visible au microscope en liant l'extrémité exposée de la sonde au capteur, qui peut être compté par le chercheur.
Une technique d’avenir
Cette technique aide également les chercheurs pour détecter des quantités encore plus faibles de biomarqueurs par rapport aux méthodes traditionnelles, comme la fluorescence, pour laquelle il faut extraire une certaine quantité avant d’émettre un signal mesurable. La possibilité de compter chaque biomarqueur permet également aux chercheurs de surveiller les changements de concentration du dit biomarqueur sur une certaine période de temps.
Selon Taylor Canady, l’autre co-premier auteur de l’étude, “avec la PRAM, nous immergeons un échantillon dans une solution et obtenons une lecture dans les deux heures qui suivent. D'autres technologies qui produisent des lectures à une seule molécule exigent un traitement et des étapes supplémentaires, qui elles nécessitent une journée ou plus d'attente. La PRAM semble être quelque chose qui pourrait être beaucoup plus réalisable sur le plan clinique. De plus, en utilisant un signal optique au lieu de la fluorescence, nous pourrions un jour construire un appareil miniaturisé qui n'aurait pas besoin d'un technicien de laboratoire qualifié.”
Selon les chercheurs, la nouvelle technique est compatible avec les plateformes de microscopie existantes, et peut aussi être adaptée à différents micro-ARN ou autres biomarqueurs. Pour Brian Cunningham, “cette méthode relance l'idée d'effectuer une biopsie liquide pour les molécules à faible concentration liées au cancer. Cette avancée démontre qu'il est possible d'avoir une méthode peu coûteuse qui soit suffisamment sensible pour ne nécessiter qu'une goutte de sang. Les résultats du test pourraient indiquer au médecin si une chimiothérapie est efficace, si le cancer d'une personne développe de nouvelles mutations le rendant résistant à un médicament, ou si une personne qui a déjà été traitée pour un cancer est en rémission.”