Un nouvel appareil portable peut détecter le cancer avec plus de précision
Des chercheurs de l'Université du Michigan ont mis au point et testent actuellement un appareil qu'ils appellent «la quintessence de la médecine de précision» qui détecte le cancer dans le sang en circulation.
«Personne ne veut subir une biopsie», déclare le Dr Daniel Hayes, Stuart B. Padnos, professeur de recherche sur le cancer du sein à l'Université du Michigan Rogel Cancer Center à Ann Arbor.
Les biopsies sont invasives et peuvent être inconfortables, mais elles constituent actuellement la méthode la plus précise pour déterminer si une personne a ou non un cancer.
Mais, le Dr Hayes suggère: «Si nous pouvions extraire suffisamment de cellules cancéreuses du sang, nous pourrions les utiliser pour en apprendre davantage sur la biologie tumorale et les soins directs pour les patients.»
Le Dr Hayes et son équipe ont récemment mis au point un appareil portable capable de «filtrer» le sang en circulation pour détecter les cellules cancéreuses qui - s'il réussit tous les tests - pourrait remplacer les biopsies liquides où les professionnels de la santé prélèvent des échantillons de sang ou d'urine d'individus pour rechercher des marqueurs de cancer.
Les tumeurs cancéreuses libèrent des cellules dans le sang, ce qui signifie qu'en théorie au moins, en prélevant un échantillon de sang et en l'analysant, un spécialiste devrait être en mesure de détecter la présence d'un cancer.
Cependant, cela est plus facile à dire qu'à faire, car, même chez les personnes atteintes de tumeurs malignes, les échantillons de sang peuvent ne pas révéler grand-chose, voire rien du tout, car les cellules cancéreuses libérées dans le sang circulent rapidement et peuvent ne pas apparaître dans un échantillon de sang unique.
Stimulés par cette complication, le Dr Hayes et ses collègues de l'Université du Michigan ont mis au point un appareil capable de faire tout le travail des tests de biopsie liquide, mais en «scannant» la circulation sanguine à la recherche de cellules cancéreuses.
Pour le moment, l'équipe a testé cet appareil chez les chiens et rapporte les résultats dans le journal Communications de la nature.
Défis pour parvenir à une conception efficace
Les chercheurs expliquent que bien que la plupart des cellules cancéreuses qui se retrouvent dans la circulation sanguine ne survivent pas longtemps, celles qui survivent peuvent se retrouver dans différentes parties du corps et former une nouvelle tumeur métastatique.
Crédit d'image: Tae Hyun Kim, Ph.D.
Pour cette raison, il est important de détecter la présence d'un cancer le plus tôt possible et de le cibler avec un traitement adéquat, en l'empêchant de se propager et de causer d'autres dommages.
Lorsqu'ils ont décidé d'essayer de développer un appareil portable pour le dépistage des cellules cancéreuses dans le sang, le Dr Hayes et ses collègues ont dû faire face à une série d'obstacles qu'ils ont dû contourner.
Premièrement, l'appareil mesure environ 2 sur 2,75 sur 1 pouce, mais il doit s'adapter à toutes les technologies de dépistage et d'analyse sanguine qui correspondent généralement à des machines aussi hautes qu'un bureau. Ensuite, ils ont dû trouver des moyens de rendre cet appareil portable efficace et sûr.
«Les parties les plus difficiles consistaient à intégrer tous les composants dans un seul appareil, puis à s'assurer que le sang ne coagulerait pas, que les cellules n'obstrueraient pas la puce et que tout le dispositif était complètement stérile», explique le premier auteur de l'étude. , Tae Hyun Kim, Ph.D.
L'équipe a proposé des solutions créatives à tous ces problèmes. Tout d'abord, ils ont trouvé un moyen de mélanger le sang circulant dans l'appareil avec un anticoagulant (agent anti-coagulant du sang) - l'héparine. Ensuite, ils ont trouvé un moyen de s'assurer que l'appareil restait stérile sans affecter les anticorps sur la puce qui aident à identifier les cellules cancéreuses.
Quant à la puce qui se trouve au cœur de cet appareil, les chercheurs expliquent qu'elle utilise de l'oxyde de graphène pour créer un mécanisme de «filtrage» doté d'anticorps capables de capturer plus de 80% des cellules cancéreuses présentes dans le sang.
«La quintessence de la médecine de précision»
Pour tester cet appareil, les chercheurs ont travaillé avec des chiens en bonne santé auxquels ils ont injecté des cellules cancéreuses humaines. L'équipe rassure que ce traitement n'a pas d'effet à long terme sur les animaux dont le système immunitaire se débarrasse des cellules étrangères en quelques heures après l'injection.
Dans leur expérience, les enquêteurs ont donné aux chiens des sédatifs doux, pendant les premières heures suivant les injections de cellules cancéreuses, puis ils ont installé les dispositifs de dépistage.
De plus, l'équipe a prélevé des échantillons de sang de chaque animal toutes les 20 minutes et les a testés séparément pour les cellules cancéreuses, en utilisant des puces avec le même design que celles qu'ils ont insérées dans les dispositifs expérimentaux.
Les chercheurs ont découvert que le dispositif portable identifiait et collectait 3,5 fois plus de cellules cancéreuses par millilitre de sang que la même puce lors de la «numérisation» d'échantillons de sang in vitro.
«C’est la différence entre avoir une caméra de sécurité qui prend un instantané d’une porte toutes les cinq minutes ou prend une vidéo. Si un intrus entre entre les instantanés, vous ne le sauriez pas », déclare le co-auteur de l'étude Sunitha Nagrath, Ph.D.
Dans de futures études, les chercheurs visent à perfectionner l'appareil portable en augmentant son taux de traitement du sang. Pour le tester davantage, dans un contexte plus réaliste, les enquêteurs envisagent ensuite de l'utiliser sur des chiens déjà atteints d'un cancer.
Bien que le nouvel appareil ait jusqu'à présent montré beaucoup de promesses, le Dr Hayes estime qu'il reste encore du temps avant qu'il ne devienne disponible pour les humains. Il estime que l'équipe pourrait être en mesure de mener des essais cliniques sur des participants humains dans un délai de 3 à 5 ans.
«C'est la quintessence de la médecine de précision, qui est si passionnante dans le domaine de l'oncologie en ce moment.»
Dr Daniel Hayes
