L'extraction par nanofils a permis de comparer simultanément de nombreux microARN à partir d'échantillons d'urine prélevés sur des patients. L'expression de chaque microARN est indiquée comme faible/régulée à la baisse (bleu), intermédiaire (noir), ou élevé/surrégulé (jaune). L'analyse révèle des modèles d'expression uniques pour des groupes de microARN lorsque l'on compare des donneurs sains (?) avec des patients cancéreux (+). Crédit :Takao Yasui
Les cellules communiquent à travers un certain nombre de mécanismes. Certains sont bien connus :Chez les animaux, par exemple, les menaces prédatrices peuvent entraîner la libération de noradrénaline, une hormone qui circule dans la circulation sanguine et déclenche une réaction de « combat ou fuite » des cellules cardiaques et musculaires.
Un mode de transport cellulaire beaucoup moins familier est la vésicule extracellulaire (EV). Les véhicules électriques peuvent être considérés comme de petits "morceaux" d'une cellule qui sont capables de se pincer et de circuler dans tout le corps pour livrer une cargaison de messager à d'autres cellules. Ces messagers sont de plus en plus reconnus comme des médiateurs essentiels de la communication de cellule à cellule.
Dans une nouvelle étude publiée dans Avancées scientifiques , des chercheurs de l'Université de Nagoya ont développé un nouveau dispositif médical capable de capturer efficacement ces véhicules électriques, et potentiellement les utiliser pour dépister le cancer. « Les véhicules électriques sont potentiellement utiles comme marqueurs cliniques. La composition des molécules contenues dans un véhicule électrique peut fournir une signature diagnostique pour certaines maladies, " explique l'auteur principal Takao Yasui. " Le défi permanent pour les médecins dans n'importe quel domaine est de trouver un outil de diagnostic non invasif qui leur permet de surveiller leurs patients sur une base régulière, par exemple, un simple test d'urine."
Parmi les nombreuses molécules que les véhicules électriques ont trouvées, il y a des microARN, qui sont de courts morceaux d'acide ribonucléique qui jouent divers rôles dans la biologie cellulaire normale. De manière critique, la présence de certains microARN dans l'urine pourrait servir de signal d'alarme pour des maladies graves telles que le cancer de la vessie et de la prostate. Si cette cargaison importante pourrait donc théoriquement aider les médecins dans le diagnostic du cancer, il existe encore de nombreux obstacles technologiques. L'un de ces obstacles est de trouver une méthode réalisable pour capturer les véhicules électriques en quantités suffisantes pour les analyser dans un cadre clinique de routine.
« La teneur en véhicules électriques dans les urines est extrêmement faible, à moins de 0,01 pour cent du volume total de fluide. Ceci est un obstacle majeur à leur utilité diagnostique, " note Yasui. " Notre solution consistait à intégrer des nanofils d'oxyde de zinc dans un polymère spécialisé pour créer un matériau qui, selon nous, serait très efficace pour capturer ces vésicules. Nos résultats suggèrent que l'appareil est en effet assez efficace. Nous avons obtenu un taux de recouvrement de plus de 99%, surpassant l'ultracentrifugation ainsi que d'autres méthodes actuellement utilisées sur le terrain."
Pour tester la praticité de leur appareil, l'équipe de recherche a comparé les microARN des véhicules électriques isolés de patients sains avec ceux isolés de patients ayant déjà reçu un diagnostic de vessie, prostate, et d'autres formes de cancer. Notamment, leur technique ne nécessitait que 1 millilitre d'urine - bien plus que le "dépôt" typique fourni lors d'un examen de routine - et a trouvé un nombre nettement plus important et différents types de microARN par rapport à l'approche standard d'ultracentrifugation.
Comparaison de l'extraction de microARN à l'aide de nanofils par rapport à la collecte conventionnelle. (a) Nuage de points comparant les intensités normalisées des microARN extraits avec le dispositif à nanofils par rapport à la collecte conventionnelle par ultracentrifugation. (b) Histogramme montrant la fréquence des espèces de microARN à différentes intensités de fluorescence collectées par des nanofils (rouge) et par ultracentrifugation (bleu). Les analyses de nuage de points et d'histogramme montrent une abondance nettement plus importante de microARN extraits à l'aide de la technologie des nanofils. Crédit :Takao Yasui
"Trouver un particulier, marqueur reproductible pour aider à confirmer un diagnostic de cancer est difficile. Cela est particulièrement vrai pour les microARN, qui sont une classe relativement nouvelle de marqueurs dans le domaine, " explique le co-auteur Yoshinobu Baba. " Parfois, trouver un seul microARN fiable est considéré comme un succès. En utilisant cette approche, nous avons été surpris de constater que pas un seul, mais des combinaisons entières de microARN pourraient être associées à différents types de cancers. Les conclusions sont préliminaires, bien sûr, mais nous espérons que notre appareil pourra aider à jeter les bases de moyens plus faciles de diagnostiquer les maladies potentiellement mortelles le plus tôt possible."
