Une nouvelle puce de diagnostic extrait du sang des paquets libérés par les cellules tumorales, révélant si les cellules cancéreuses sont mortes pendant la perfusion de chimiothérapie
L’efficacité de la chimiothérapie pour le cancer du cerveau, réalisée avec une technique qui ouvre la barrière hémato-encéphalique, peut être surveillée par une simple prise de sang, ont montré des chercheurs de Northwestern Medicine et de l’Université du Michigan.
Ce nouveau test pourrait aider les patients atteints d’une forme de cancer du cerveau appelée glioblastome en informant les médecins s’il faut continuer avec un médicament de chimiothérapie particulier, changer de médicament ou arrêter le traitement. L’étude a été principalement financée par les National Institutes of Health.
« Au lieu d’attendre des mois, après une dose, nous pouvons savoir si un traitement donné fonctionne », a déclaré le neurochirurgien de Northwestern Medicine Adam Sonabend , co-auteur correspondant de l’étude publiée dans Nature Communications. « C’est énorme pour les patients atteints de glioblastome. Cela pourrait potentiellement empêcher les patients de recevoir des traitements prolongés inefficaces, évitant ainsi des effets secondaires inutiles. »
Le glioblastome est une maladie généralement mortelle, la plupart des patients mourant dans les deux ans et seulement 10 % des patients étant en vie à cinq ans. La tumeur naît du cerveau et s’y infiltre, elle ne peut donc pas être complètement retirée. Certaines cellules cancéreuses résiduelles subsistent après la chirurgie et donnent naissance à de nouvelles tumeurs. Et contrairement à d’autres cancers, la plupart des agents chimiothérapeutiques et des médicaments anticancéreux ne peuvent pas traverser la barrière hémato-encéphalique qui protège le cerveau des toxines.
Les chercheurs du Northwestern Medicine Malnati Brain Tumor Institute ont mené un essai clinique antérieur avec le SonoCloud-9 de Carthera à Lyon, en France—un dispositif à ultrasons thérapeutiques qui a ouvert la barrière hémato-encéphalique pendant environ une heure afin que le médicament de chimiothérapie paclitaxel puisse pénétrer. Cette nouvelle analyse testant une technologie de diagnostic de l’Université du Michigan démontre que l’ouverture de la barrière hémato-encéphalique laisse également fuir du contenu tumoral dans le sang. Cela permet d’évaluer l’efficacité d’un traitement par des prélèvements sanguins effectués avant et après chaque traitement.
« Il y a de minuscules particules flottant dans le sang des patients, appelées vésicules extracellulaires, qui ont été libérées par les cellules cancéreuses. Ces particules agissent comme des messagers, transportant des fragments spécifiques de matériel génétique tumoral et des protéines. Le défi majeur est de trouver comment extraire uniquement celles qui proviennent des cellules cancéreuses et non d’autres parties du corps », a expliqué Sunitha Nagrath , professeure Dwight F. Benton de génie chimique à l’U-M et co-auteure correspondante de l’étude.
L’équipe du Michigan a trouvé un moyen de capturer les vésicules et particules extracellulaires (VPE) des cellules cancéreuses avec un lipide spécifique, ou molécule de graisse, couramment présent à la surface de l’exosome. Les isoler à partir d’échantillons de plasma sanguin passés à travers leur GlioExoChip transforme les prélèvements sanguins en « biopsies liquides ».
« Les cellules utilisent les vésicules et particules extracellulaires pour communiquer, et les VPE peuvent être détournées pour la progression de la maladie. C’est passionnant de faire partie de cette technologie qui peut exploiter avec succès les VPE pour surveiller la réponse au traitement dans les tumeurs », a affirmé Abha Kumari , doctorante en génie chimique à l’U-M et co-première auteure de l’étude.
Les VPE des cellules qui meurent pendant les traitements sont plus faciles à capturer car le lipide utilisé pour les piéger devient plus abondant. Par conséquent, l’équipe a compté les vésicules extracellulaires provenant des tumeurs avant et après chaque traitement, calculant un rapport en divisant le nombre post-chimiothérapie par le nombre pré-chimiothérapie. Si ce rapport augmentait à chaque séance de chimiothérapie, le traitement était réussi. S’il restait stable ou diminuait, le traitement était finalement considéré comme infructueux.
« L’ouverture de la barrière hémato-encéphalique permet de mesurer dans le sang les vésicules d’origine tumorale, fournissant un signal de biopsie liquide cliniquement significatif. La puce GlioExoChip offre un moyen rapide et minimalement invasif de surveiller la réponse au traitement dans une maladie où les scanners IRM donnent souvent des résultats trompeurs », a indiqué Mark Youngblood , résident en neurochirurgie à Northwestern Medicine et co-premier auteur de l’étude.
Ensuite, les chercheurs valideront leurs résultats avec d’autres thérapies contre le glioblastome, tout en continuant à explorer l’utilité de la détection des vésicules extracellulaires pour évaluer les traitements d’autres cancers.
Le dispositif a été construit au Lurie Nanofabrication Facility . L’étude a été menée avec l’aide du Michigan Center for Materials Characterization , du Biointerfaces Institute Nanotechnicum et de la Proteomics Resource Facility .
L’équipe a déposé une demande de brevet avec l’aide d’U-M Innovation Partnerships et recherche des partenaires pour commercialiser la technologie.
Source : Michigan U.
