Les scientifiques ont développé deux agents, composés de nanoparticules thérapeutiques et d'anticorps, qui pourraient être administrés aux patients peu avant une prise de sang pour permettre aux médecins de mieux détecter l'ADN tumoral dans le sang grâce à une technologie appelée biopsie liquide.
Les biopsies liquides promettent de transformer la façon dont les cancers sont diagnostiqués, surveillés et traités en détectant l’ADN que les tumeurs excrétent dans le sang. Mais le système immunitaire de l’organisme présente un défi de taille. Les cellules immunitaires du foie et les enzymes dégradant l'ADN dans le sang éliminent l'ADN tumoral circulant de la circulation sanguine en quelques minutes, ce qui rend cet ADN difficile à capturer et à détecter lors d'un test sanguin.
Pour surmonter ce problème, une équipe du Broad Institute du MIT, de Harvard et du Massachusetts Institute of Technology (MIT) a développé deux « agents d'amorçage » injectables qui ralentissent brièvement l'élimination de l'ADN tumoral circulant du corps, permettant aux niveaux de cet ADN de s'échapper. augmenter temporairement le sang et être collecté pour des tests.
L'équipe affirme que ces agents d'amorçage pourraient améliorer les performances des biopsies liquides pour le cancer et potentiellement d'autres maladies, de la même manière que les agents de contraste sont administrés aux patients pour améliorer les analyses d'imagerie médicale. Leurs conclusions sont publiées dans Science.
Viktor Adalsteinsson, directeur du Gerstner Center for Cancer Diagnostics à Broad, Sangeeta Bhatia, membre de l'institut à Broad, professeur au MIT et directeur du Marble Center for Cancer Nanomedicine à l'Institut Koch du MIT, et J. Christopher Love, membre associé à Broad et professeur à l'Institut Koch du MIT, sont co-auteurs principaux de l'étude.
"La biopsie liquide devrait changer fondamentalement la façon dont le cancer est diagnostiqué et traité, mais nécessite une plus grande sensibilité", a déclaré Adalsteinsson. "Pour améliorer la sensibilité, nous avons cherché à aborder pour la première fois la biologie de la clairance de l'ADN tumoral circulant, reconnaissant qu'il s'agit d'un obstacle fondamental en amont de la plupart des tests de biopsie liquide qui, s'il est résolu, pourrait largement bénéficier aux patients."
L’un des agents d’amorçage est constitué de nanoparticules qui, comme l’ADN tumoral circulant, sont consommées par les cellules immunitaires du foie. "Nous avons pensé que nous pourrions concevoir une nanoparticule factice sûre pour distraire ces cellules immunitaires et laisser l'ADN tumoral en circulation afin qu'il puisse être à une concentration plus élevée dans les échantillons de sang", a déclaré Bhatia.
L'autre agent comprend des anticorps modifiés qui se lient à l'ADN tumoral, les protégeant de la destruction par les enzymes circulantes. Les deux stratégies – les nanoparticules thérapeutiques et les anticorps – sont déjà des formes de médecine bien établies destinées à être utilisées chez les humains.
"Les technologies de biopsie liquide existantes sont limitées par la quantité d'ADN tumoral présent dans le tube sanguin", a déclaré Love. "Nous avons donc commencé à réfléchir à la façon dont nous pourrions injecter quelque chose à l'avance pour aider à stimuler ou à améliorer ce signal."
Carmen Martin-Alonso, étudiante diplômée du laboratoire de Bhatia, a dirigé la conception des nanoparticules. Shervin Tabrizi, associé postdoctoral au laboratoire de Love et au Gerstner Center du Broad et radio-oncologue au Massachusetts General Hospital, a pris la tête de l'ingénierie des anticorps. Et Kan Xiong, chercheur scientifique au Centre Gerstner du Broad, a dirigé un effort visant à optimiser l'analyse de gouttelettes uniques de sang de souris pour l'ADN tumoral en circulation.
Dans des études sur des souris, l'équipe a montré que l'administration de ces agents d'amorçage une à deux heures avant de prélever un échantillon de sang augmentait de plus de 10 fois la quantité d'ADN tumoral circulant dans un échantillon de sang. Cela a amélioré la sensibilité de détection du cancer par biopsie liquide chez les souris présentant une faible charge tumorale de moins de 10 % à plus de 75 %. Les niveaux d'ADN tumoral circulant chez les animaux sont revenus à leur niveau de base en une journée.
"La capacité d'obtenir le pic d'activité de ces agents en quelques heures, suivi de leur élimination rapide, signifie que quelqu'un pourrait se rendre au cabinet de son médecin, recevoir un agent comme celui-ci, puis donner son sang pour le test lui-même, le tout dans un délai raisonnable. une visite", a déclaré Love. "Cette fonctionnalité est de bon augure quant au potentiel de traduction de ce concept en utilisation clinique."
L'équipe affirme que leurs agents d'amorçage représentent de nouvelles technologies de plate-forme qui pourraient en principe améliorer les biopsies liquides non seulement pour le cancer, mais également pour les maladies neurodégénératives, les troubles métaboliques, les maladies infectieuses profondes et les tests génétiques prénatals, ainsi que pour la détection d'autres maladies rares. analytes d'importance clinique.
"Augmenter l'ADN tumoral circulant dans le sang n'est que la pointe de l'iceberg", a déclaré Adalsteinsson. "L'amorçage est une nouvelle frontière que nous sommes ravis de développer davantage dans le domaine du diagnostic du cancer et au-delà."
Plus d'informations : Carmen Martin-Alonso et al, Les agents d'amorçage réduisent de manière transitoire la clairance de l'ADN acellulaire pour améliorer les biopsies liquides, Science (2024). DOI :10.1126/science.adf2341. www.science.org/doi/10.1126/science.adf2341
Informations sur le journal : Sciences
Fourni par le Broad Institute du MIT et de Harvard
