La détection précoce des tumeurs est extrêmement importante dans le traitement du cancer. Une nouvelle technique développée par des chercheurs de l'Université de Californie, Davis offre une avancée significative dans l'utilisation de l'imagerie par résonance magnétique pour détecter même de très petites tumeurs à partir de tissus normaux. L'ouvrage est publié le 25 mai dans la revue Nature Nanotechnologie .

Les sondes chimiques qui produisent un signal sur l'imagerie par résonance magnétique (IRM) peuvent être utilisées pour cibler et imager les tumeurs. La nouvelle recherche est basée sur un phénomène appelé accord de résonance magnétique qui se produit entre deux éléments magnétiques à l'échelle nanométrique. On agit pour rehausser le signal, et l'autre l'éteint. Des études antérieures ont montré que la trempe dépend de la distance entre les éléments magnétiques. Cela ouvre de nouvelles possibilités d'investigation non invasive et sensible d'une variété de processus biologiques par IRM.

L'équipe de l'UC Davis a créé une sonde qui génère deux signaux de résonance magnétique qui se suppriment l'un l'autre jusqu'à ce qu'ils atteignent la cible, à quel point ils augmentent tous les deux le contraste entre la tumeur et les tissus environnants. Ils appellent cela l'accord par résonance magnétique bidirectionnelle (TMRET).

Combiné avec un logiciel d'analyse d'imagerie spécialement développé, le double signal a permis aux chercheurs de détecter des tumeurs cérébrales dans un modèle murin avec une sensibilité considérablement accrue.

"C'est une avancée significative, " a déclaré l'auteur principal Yuanpei Li, Professeur agrégé de biochimie et de médecine moléculaire à l'UC Davis School of Medicine and Comprehensive Cancer Center. "Cela pourrait aider à détecter de très petites tumeurs à un stade précoce."

Deux composants magnétiques

La sonde développée par l'équipe UC Davis contient deux composants :des nanoparticules d'oxyde de fer superparamagnétique (SPIO), et le phéophorbide a-manganèse paramagnétique (P-Mn), conditionnés ensemble dans une enveloppe lipidique. SPIO et P-Mn donnent tous les deux fort, signaux séparés sur l'IRM, mais tant qu'ils sont physiquement proches les uns des autres, ces signaux ont tendance à s'annuler, ou éteindre. Lorsque les particules pénètrent dans le tissu tumoral, l'enveloppe graisseuse se brise, SPIO et P-Mn séparés, et les deux signaux apparaissent.

Le laboratoire de Li se concentre sur la chimie des sondes IRM et a développé une méthode pour traiter les données et reconstruire des images, qu'ils appellent imagerie de soustraction améliorée à double contraste ou DESI. Mais pour l'expertise des mécanismes physiques, ils ont contacté les professeurs Kai Liu et Nicholas Curro du département de physique de l'UC Davis (Liu est maintenant à l'université de Georgetown). Les physiciens ont aidé à élucider le mécanisme de la méthode TMRET et à affiner la technique.

Les chercheurs ont testé la méthode dans des cultures de cellules cancéreuses du cerveau et de la prostate et sur des souris. Pour la plupart des sondes IRM, le signal de la tumeur est jusqu'à deux fois plus fort que celui du tissu normal, un « rapport tumeur/normale » de 2 ou moins. Grâce à la nouvelle nanosonde à double contraste, Li et ses collègues pourraient obtenir un rapport tumeur/normale pouvant atteindre 10.

Li a déclaré que l'équipe souhaitait traduire la recherche en utilisation clinique, bien que cela nécessitera un travail considérable, y compris des tests toxicologiques et une augmentation de la production avant de pouvoir demander l'approbation d'un nouveau médicament expérimental.