(PhysOrg.com) -- Tout comme le papier mouche capture les insectes, une paire de dispositifs utilisant la nanotechnologie est capable de saisir dans le sang des cellules cancéreuses qui se sont détachées d'une tumeur. Ces cellules, appelées cellules tumorales circulantes, ou CTC, peut fournir des informations essentielles pour l'examen et le diagnostic des métastases cancéreuses, déterminer le pronostic du patient, et surveiller l'efficacité des thérapies.
Dans une étude publiée dans la revue Angewandte Chemie Édition Internationale , une équipe d'enquêteurs de l'Université de Californie, Los Angeles, a développé une puce de silicium de 1 sur 2 centimètres recouverte de nanopiliers densément emballés recouverts d'un anticorps qui se lie à une protéine connue sous le nom de molécule d'adhésion des cellules épithéliales (EpCAM). L'EpCAM est exprimée à la surface d'une grande variété de cellules tumorales solides, mais pas par les cellules normalement présentes dans la circulation sanguine. L'équipe de recherche était dirigée par Hsian-Rong Tseng, Doctorat., membre du Nanosystems Biology Cancer Center, l'un des huit centres d'excellence en nanotechnologie contre le cancer établis par le National Cancer Institute.
Pour tester les performances de capture cellulaire, les chercheurs ont incubé la puce nanopillar dans un milieu de culture avec des cellules cancéreuses du sein. En tant que contrôle, ils ont réalisé une expérience parallèle avec une méthode de capture cellulaire qui utilise une puce à surface plane. Les deux structures ont été revêtues d'anti-EpCAM, une protéine d'anticorps qui peut aider à reconnaître et à capturer les cellules tumorales. Les chercheurs ont découvert que les rendements de capture cellulaire pour la puce à nanopiliers UCLA étaient significativement plus élevés; l'appareil a capturé 45 à 65 pour cent des cellules cancéreuses dans le milieu, contre seulement 4 à 14 pour cent pour l'appareil plat.
L'étalon-or actuel pour examiner l'état pathologique des tumeurs est une analyse d'échantillons de biopsie solide métastatique, mais dans les premiers stades de la métastase, il est souvent difficile d'identifier un site de biopsie. En capturant les CTC, les médecins peuvent être en mesure d'effectuer une biopsie "liquide", permettant une détection et un diagnostic précoces, ainsi qu'un meilleur suivi du traitement.
Pendant ce temps, une équipe de recherche dirigée par Vladimir Zharov, Doctorat., de l'Université de l'Arkansas pour les sciences médicales (UAMS), a développé un système qui piège les CTC directement dans la circulation sanguine, où ils peuvent ensuite être retirés par microchirurgie ou détruits à l'aide d'un laser qui n'endommage pas la peau ou d'autres tissus. Ce travail a été publié dans deux articles, un paru dans la revue Biophotonics, l'autre dans la revue Nature Nanotechnology. Dr Lily Yang, Doctorat., de l'Université Emory et membre du Emory-Georgia Tech Center for Cancer Nanotechnology Excellence, ont également participé à cette étude.
Le système UAMS se compose de deux types de nanoparticules. La première est une nanoparticule magnétique conçue pour cibler une molécule connue sous le nom de récepteur activateur du plasminogène urokinase. La seconde nanoparticule est constituée de nanotubes de carbone plaqués or qui ciblent le récepteur de l'acide folique. Les deux récepteurs se trouvent sur de nombreux types de cellules cancéreuses, mais pas sur les cellules sanguines normales.
Les chercheurs ont injecté le cocktail de deux nanoparticules à des souris porteuses de tumeurs mammaires humaines, puis ont attendu 20 minutes avant d'utiliser une combinaison d'aimant attaché à la peau au-dessus des vaisseaux sanguins périphériques pour capturer les cellules tumorales marquées et une imagerie photoacoustique pour détecter les nanotubes recouverts d'or qui ont également étiqueter les cellules tumorales capturées. "En collectant magnétiquement la plupart des cellules tumorales du sang circulant dans les vaisseaux dans tout le corps, cette nouvelle méthode peut potentiellement augmenter la spécificité et la sensibilité jusqu'à 1, 000 fois par rapport à la technologie existante, " a déclaré le Dr Zharov.
Le travail du groupe UCLA, qui est détaillé dans un article intitulé, "Des substrats nanostructurés tridimensionnels pour une capture efficace des cellules tumorales circulantes, " a été soutenu par l'Alliance NCI pour la nanotechnologie dans le cancer, une initiative globale conçue pour accélérer l'application des nanotechnologies à la prévention, diagnostic, et le traitement du cancer. Un résumé de cet article est disponible sur le site Web de la revue.
Le travail de l'UAMS est détaillé dans deux articles intitulés, "Enrichissement magnétique in vivo et détection photoacoustique multiplex des cellules tumorales circulantes, " et " Plate-forme de cytométrie en flux photoacoustique et photothermique moléculaire basée sur la nanotechnologie pour la détection et la destruction in vivo des cellules souches cancéreuses circulantes. " Ce travail a également été soutenu en partie par l'Alliance pour la nanotechnologie dans le cancer du National Cancer Institute. disponible sur les sites Web des revues respectives [lien 1, lien 2]
