Un jeûne, Une technique peu coûteuse mais sensible pour détecter les marqueurs du cancer rapproche les chercheurs d'une "biopsie liquide" - un test utilisant un petit échantillon de sang ou de sérum pour détecter le cancer, plutôt que l'échantillonnage invasif de tissus couramment utilisé pour le diagnostic.

Des chercheurs de l'Université de l'Illinois ont développé une méthode pour capturer et compter les microARN associés au cancer, ou de minuscules morceaux de molécules messagères qui sont exsudées des cellules et peuvent être détectées dans le sang ou le sérum, avec une résolution à molécule unique. L'équipe a publié ses résultats dans le Actes de l'Académie nationale des sciences .

"Les cellules cancéreuses contiennent des mutations génétiques qui leur permettent de proliférer de manière incontrôlable et d'échapper au système immunitaire, et certaines de ces mutations se retrouvent dans les microARN, " a déclaré le responsable de l'étude Brian Cunningham, un professeur de l'Illinois en génie électrique et informatique. Cunningham dirige également le Holonyak Micro and Nanotechnology Lab à l'Illinois.

"Il existe des molécules de microARN spécifiques dont la présence et la concentration sont connues pour être liées à la présence et à l'agressivité de types spécifiques de cancer, ils sont donc connus comme des biomarqueurs pouvant être la molécule cible pour un test de diagnostic, " il a dit.

Le groupe de Cunningham a développé une technique appelée Microscopie d'absorption par résonateur photonique pour capturer et compter les biomarqueurs de microARN. En collaboration avec le professeur Manish Kohli du Moffitt Cancer Center en Floride, ils ont testé PRAM sur deux microARN qui sont des marqueurs connus du cancer de la prostate.

Ils ont trouvé qu'il était suffisamment sensible pour détecter de petites quantités qui seraient présentes dans le sérum d'un patient, mais aussi suffisamment sélectif pour détecter le marqueur parmi un cocktail de molécules qui seraient également présentes dans le sérum.

"L'un des principaux défis de la biodétection est de maintenir à la fois sensibilité et sélectivité, " dit Nantao Li, un étudiant diplômé et co-premier auteur. "Vous voulez qu'il soit suffisamment sensible pour détecter de très petites quantités, mais vous ne voulez pas qu'il ramasse tous les ARN dans le sang. Vous voulez que cette séquence spécifique soit votre cible."

PRAM atteint les deux qualités en combinant une sonde moléculaire et un capteur à cristal photonique. La sonde s'apparie très spécifiquement à un microARN désigné et possède un capuchon protecteur qui se détache lorsqu'elle trouve et se lie au biomarqueur cible. L'extrémité exposée de la sonde peut alors se lier au capteur, produisant un signal visible au microscope.

Chaque sonde individuelle qui se lie envoie un signal distinct que les chercheurs peuvent compter. Cela signifie que les chercheurs sont capables de détecter des quantités beaucoup plus petites que les méthodes traditionnelles comme la fluorescence, qui doivent dépasser un certain seuil pour émettre un signal mesurable. Être capable de compter chaque biomarqueur présente également l'avantage supplémentaire de permettre aux chercheurs de surveiller les changements dans la concentration du biomarqueur au fil du temps.

"Avec PRAM, nous injectons un échantillon dans une solution et obtenons une lecture dans les deux heures, " a déclaré le chercheur postdoctoral Taylor Canada, un co-premier auteur de l'étude. « D'autres technologies qui produisent des lectures de molécules uniques nécessitent un traitement et des étapes supplémentaires, et ils nécessitent un jour ou plus d'attente. La PRAM semble être quelque chose qui pourrait être beaucoup plus réalisable cliniquement. En outre, en utilisant un signal optique au lieu de la fluorescence, nous pourrions un jour construire un appareil miniaturisé qui n'a pas besoin d'un technicien de laboratoire qualifié."

L'approche PRAM pourrait être adaptée à différents microARN ou autres biomarqueurs, disent les chercheurs, et est compatible avec les plates-formes de microscope existantes.

"Cette approche rend l'idée d'effectuer une" biopsie liquide "pour les molécules liées au cancer à faible concentration un pas de plus vers la réalité, " Cunningham a déclaré. "Cette avancée démontre qu'il est possible d'avoir une méthode peu coûteuse et de routine qui est suffisamment sensible pour ne nécessiter qu'une goutte de sang. Les résultats du test pourraient indiquer à un médecin si un régime de chimiothérapie fonctionne, si le cancer d'une personne développe une nouvelle mutation qui la rendrait résistante à un médicament, ou si une personne qui avait déjà été traitée pour un cancer pourrait être en rémission."