À l'aide d'un appareil d'imagerie moléculaire portable en combinaison avec des nanoparticules magnétiques et un smartphone, une équipe d'enquêteurs du Massachusetts General Hospital et de la Harvard Medical School a développé un méthode portable et potentiellement peu coûteuse de détection du cancer à partir d'échantillons de biopsie humaine. Les premiers résultats obtenus à l'aide de biopsies fines prélevées sur des patients atteints de cancer montrent que cet appareil l'emporte sur les méthodes pathologiques traditionnelles, à la fois en termes de rapidité et de précision du diagnostic.
Ralph Weissleder, co-chercheur principal du MIT-Harvard Center for Cancer Nanotechnology Excellence, a mené ce projet de développement. Lui et ses collègues ont publié les résultats de leurs travaux dans la revue Science Médecine translationnelle .
Typiquement, le cancer est diagnostiqué en prélevant des échantillons de tissus humains, soit enlevé chirurgicalement ou via une aiguille fine insérée dans une bosse, et envoyer les échantillons à un laboratoire d'histopathologie, où, pendant plusieurs jours, l'échantillon est analysé à l'aide de diverses colorations tissulaires qui mettent en évidence les caractéristiques cellulaires caractéristiques des tumeurs pour une visualisation au microscope. Une telle analyse est non seulement chronophage, elle est au mieux semi-quantitative et nécessite l'expertise technique d'un pathologiste qualifié.
La nouvelle approche du diagnostic du cancer mise au point par le Dr Weissleder et ses collaborateurs repose sur la sensibilité exquise offerte par la spectroscopie par résonance magnétique nucléaire (RMN), une technique analytique utilisée couramment par les chimistes pour caractériser des molécules complexes et qui constitue la base de l'imagerie par résonance magnétique (IRM). Mais plutôt que d'utiliser une norme, machine de RMN de la taille d'une table, l'équipe de Mass General a conçu et construit une machine RMN portable beaucoup moins chère qui s'interface avec un dispositif microfluidique et envoie ses résultats à un smartphone, qui est également utilisé pour contrôler l'appareil. Le dispositif peut détecter la présence de plusieurs nanoparticules magnétiques, chacun étant conçu pour se lier à un marqueur moléculaire spécifique associé à une tumeur.
Au premier tour d'évaluation, les enquêteurs ont analysé des biopsies à l'aiguille fine prélevées sur 50 patients suspectés d'avoir des tumeurs abdominales malignes. Après une étape préparatoire rapide, la suspension de cellules de la biopsie a été traitée avec un mélange de nanoparticules magnétiques, chacun étant conçu pour se lier à l'un des neuf biomarqueurs spécifiques du cancer, puis injecté dans les canaux microfluidiques de l'appareil. Les signaux de données de la machine microNMR ont été envoyés sans fil à un smartphone pour analyse et lecture. L'instrument a correctement identifié les 44 échantillons diagnostiqués comme malins par l'histopathologie standard.
Sur la base des données générées dans cette première série d'expériences, les chercheurs ont analysé les biopsies à l'aiguille fine de 20 patients supplémentaires en utilisant seulement quatre des nanoparticules marquées. Les résultats de cette expérience étaient encore meilleurs, démontrant une précision diagnostique de 96 %, dépassant de loin la précision de 84 % de l'histopathologie, l'étalon-or du diagnostic du cancer. De plus, le dispositif microNMR-smartphone fournit un diagnostic dans l'heure, par rapport à trois jours pour obtenir les résultats de l'histopathologie.
Ce travail, qui est détaillé dans un article intitulé, "Micro-RMN pour l'analyse moléculaire rapide d'échantillons de tumeurs humaines, " a été soutenu en partie 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.
