Un nouvel outil de détection du cancer utilise de minuscules circuits faits d'ADN pour identifier les cellules cancéreuses par les signatures moléculaires à leur surface.

Les chercheurs de l'Université Duke ont façonné les circuits simples à partir de brins d'ADN synthétique en interaction qui sont des dizaines de milliers de fois plus fins qu'un cheveu humain.

Contrairement aux circuits d'un ordinateur, ces circuits fonctionnent en se fixant à l'extérieur d'une cellule et en l'analysant pour les protéines trouvées en plus grand nombre sur certains types de cellules que d'autres. Si un circuit trouve ses cibles, il étiquette la cellule avec une petite étiquette lumineuse.

Étant donné que les appareils distinguent les types de cellules avec une spécificité plus élevée que les méthodes précédentes, les chercheurs espèrent que leurs travaux pourraient améliorer le diagnostic, et donner un meilleur objectif aux thérapies contre le cancer.

Une équipe dirigée par l'informaticien de Duke John Reif et son ancien Ph.D. l'étudiant Tianqi Song a décrit leur approche dans un récent numéro du Journal de l'American Chemical Society .

Des techniques similaires ont déjà été utilisées pour détecter le cancer, mais ils sont plus sujets aux fausses alarmes - des erreurs d'identification qui se produisent lorsque des mélanges de cellules contiennent une ou plusieurs des protéines qu'un circuit d'ADN est conçu pour dépister, mais aucun type de cellule ne les a tous.

Pour chaque cellule cancéreuse correctement détectée par les méthodes actuelles, certaines fractions des cellules saines sont également mal étiquetées comme potentiellement cancéreuses alors qu'elles ne le sont pas.

Chaque type de cellule cancéreuse possède un ensemble caractéristique de protéines membranaires à sa surface cellulaire. Pour réduire les cas d'erreur d'identité, l'équipe Duke a conçu un circuit d'ADN qui doit s'accrocher à cette combinaison spécifique de protéines sur la même cellule pour fonctionner.

En conséquence, ils sont beaucoup moins susceptibles de signaler les mauvaises cellules, dit Reif.

La technologie pourrait être utilisée comme outil de dépistage pour aider à exclure le cancer, ce qui pourrait signifier moins de suivis inutiles, ou pour développer des traitements contre le cancer plus ciblés avec moins d'effets secondaires.

Chaque élément de base de leur circuit d'ADN se compose de deux brins d'ADN. Le premier brin d'ADN se replie et s'apparie partiellement avec lui-même pour former une forme en épingle à cheveux. Une extrémité de chaque épingle à cheveux est liée à un deuxième brin d'ADN qui agit comme un verrou et une attache, se pliant de manière à s'adapter à une protéine de surface cellulaire spécifique comme une pièce de puzzle. Ensemble, ces deux brins agissent pour vérifier que cette protéine particulière est présente à la surface cellulaire.

A la recherche d'un cancer, les composants du circuit sont mélangés avec les cellules d'une personne dans le laboratoire. Si des cellules sont parsemées de la bonne combinaison de protéines, le circuit complet s'attachera. L'ajout d'un brin d'ADN "initiateur" provoque alors l'ouverture d'une des épingles à cheveux, qui à son tour en déclenche une autre dans une réaction en chaîne jusqu'à ce que la dernière épingle à cheveux du circuit soit ouverte et que la cellule s'allume.

Des tests de l'appareil dans des tubes à essai dans le laboratoire de Reif ont montré qu'il peut être utilisé pour détecter les cellules leucémiques et les distinguer d'autres types de cancer en quelques heures, juste par la force de leur éclat.

Les dispositifs peuvent être facilement reconfigurés pour détecter différentes protéines de surface cellulaire en remplaçant les brins d'attache, disent les chercheurs. À l'avenir, Reif prévoit que les circuits d'ADN libèrent une petite molécule qui alerte le système immunitaire du corps pour attaquer la cellule cancéreuse.

La technologie n'est pas encore prête pour les heures de grande écoute. Les chercheurs affirment que leurs circuits ADN nécessitent des tests dans des conditions plus réalistes pour s'assurer qu'ils signalent toujours les bonnes cellules.

Mais c'est une étape prometteuse pour s'assurer que les dépistages et les thérapies contre le cancer ciblent les bons coupables.