La plupart des cancers deviennent mortels si vous vous retenez et ne provoquez pas de symptômes jusqu’à ce qu’ils soient trop avancés pour être traités. Les cancers de l’ovaire et de l’œsophage sont parmi les plus connus pour cette progression insidieuse de la maladie, qui conduit souvent à des diagnostics à un stade tardif.
Aujourd’hui, une équipe internationale de chercheurs, notamment du laboratoire de biologie cellulaire et structurale de l’université Rockefeller, a développé un test sanguin très sensible capable de détecter une protéine clé produite par les cellules cancéreuses, prometteuse pour une détection précoce. Les résultats ont été récemment publiés dans Découverte du cancer.
Contrairement à de nombreux tests de cancer, dont la portée est limitée, qui sont coûteux ou qui reposent sur un prélèvement de tissus invasif, cette nouvelle méthode est un détecteur multi-cancer peu coûteux capable de détecter la présence de la protéine révélatrice, connue sous le nom de LINE-1-ORF1p. , dans une infime quantité de sang en moins de deux heures.
Le test a un potentiel révolutionnaire en tant que test de diagnostic précoce des cancers mortels. Ces types d’outils de détection hautement sensibles sont sur le point d’améliorer les résultats pour les patients de manière transformatrice.
Michael P. Rout, chef du laboratoire Rockefeller
Copier-coller génétique
La détection des biomarqueurs du cancer est un domaine jeune et en pleine croissance. Il existe un certain nombre de ces biomarqueurs, mais ils peuvent présenter des inconvénients. Certains nécessitent des biopsies chirurgicales. D’autres ne sont utilisés qu’après l’apparition des symptômes, ce qui peut être trop tard pour une intervention efficace. La plupart sont des protéines humaines normales et varient d’une personne à l’autre, ce qui rend une valeur unique difficile à interpréter. Et beaucoup ciblent un type spécifique de cancer et limitent son aire de répartition.
Mais récemment, un nouveau biomarqueur important permettant une détection plus précoce pourrait être apparu. Cette protéine, connue sous le nom de LINE-1 ORF1p, a été découverte par des chercheurs il y a une dizaine d’années. LINE-1 est un rétrotransposon, un élément semblable à un virus présent dans chaque cellule humaine qui se réplique via un mécanisme de copier-coller, créant ainsi une nouvelle copie à un nouvel emplacement du génome. ORF1p est une protéine produite en grande quantité dans le cancer.
« Les transposons sont normalement exprimés dans les spermatozoïdes et les ovules et au cours de l’embryogenèse. Il existe donc certaines circonstances dans lesquelles une expression non pathobiologique des transposons se produit », explique John LaCava, professeur associé à la recherche Rockefeller, co-auteur de l’article, qui se concentre sur LINE-1. -La recherche s’est spécialisée. « Mais sinon, ces ‘gènes sauteurs’ dans le génome sont réduits au silence parce que leur activité crée du stress et des insultes dans la cellule. »
La plupart du temps, le corps garde la LIGNE-1 sous contrôle. « Il existe plusieurs mécanismes qui empêchent LINE-1 d’être exprimé et de produire ORF1p, nous pouvons donc utiliser la présence de la protéine comme indicateur d’une cellule malsaine qui n’a plus le contrôle de son transcriptome », note LaCava. « ORF1p ne devrait pas être trouvé dans le sang d’une personne en bonne santé. »
Au cours des cinq dernières années, ajoute-t-il, « il est devenu tout à fait clair que ces protéines sont très élevées dans la plupart des cancers », y compris bon nombre des cancers les plus courants et les plus mortels de l’œsophage, du côlon, du poumon, du sein, de la prostate, des ovaires, utérus, etc. Pancréas, tête et cou.
Étant donné que les cellules du carcinome produisent ORF1p dès le début de la maladie, les chercheurs recherchent depuis longtemps un test sensible et précis pour détecter ORF1p le plus tôt possible. La capacité de le détecter chez les patients avant que le cancer ait une chance de se propager pourrait potentiellement sauver des vies.
Test ultrasensible
Les chercheurs de Rockefeller se sont associés à des chercheurs principaux du Mass General Brigham, du Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering de l’Université Harvard et du Dana-Farber Cancer Institute, ainsi qu’avec d’autres institutions partenaires, pour développer un test rapide et peu coûteux permettant de détecter ORF1p. dans le plasma, qui représente plus de la moitié du sang humain.
La nouvelle étude utilise une technologie de détection basée sur une seule molécule appelée Simoa, développée par le co-auteur David Walt de Harvard. L’équipe Rockefeller a fourni des nanocorps sur mesure dérivés et fabriqués à partir de lamas pour agir comme capteurs. réactifs qui capturent la protéine ORF1p et servent de sondes sensibles pour sa détection.
« Nous avons développé ces réactifs dans le cadre de notre mission visant à capturer et décrire les associations moléculaires de l’ORF1p avec d’autres protéines du cancer colorectal », explique LaCava. « Nous savions que la plupart des cancers colorectaux possèdent une abondance de protéines LINE-1. Nous avons donc pensé que les interactions qu’elles forment pourraient déréguler les fonctions cellulaires normales d’une manière bénéfique pour le cancer. En isolant les particules LINE-1, nous avons pu examiner ces interactions plus en détail. Il est devenu clair plus tard que nos collaborateurs de Harvard pouvaient utiliser les mêmes réactifs pour développer leur test de biomarqueurs, nous les avons donc partagés.
Les chercheurs ont découvert que le test était très précis dans la détection de l’ORF1p dans des échantillons de sang provenant de patients atteints de divers types de cancer, notamment le cancer de l’ovaire, de l’estomac et du côlon. Cela coûte moins de 3 $ à réaliser et donne des résultats rapides.
« Nous avons été choqués de voir à quel point ce test a fonctionné sur tous les types de cancer », a déclaré l’auteur principal Martin Taylor du département de pathologie du Massachusetts General Hospital.
Les chercheurs ont également analysé le plasma de 400 personnes en bonne santé âgées de 20 à 90 ans qui ont donné du sang à la Mass General Brigham Biobank ; ORF1p était indétectable chez 97 à 99 % d’entre eux. Parmi les cinq personnes chez lesquelles l’ORF1p était détectable, la personne présentant le niveau d’ORF1p le plus élevé s’est avérée atteinte d’un cancer de la prostate avancé six mois plus tard.
Soyez prudent avec les conseils
Une autre utilisation possible du test consiste à surveiller la façon dont un patient réagit au traitement du cancer. Si un traitement est efficace, les niveaux d’ORF1p dans le sang du patient devraient diminuer, explique LaCava. Dans une partie de l’étude, les chercheurs ont examiné 19 patients traités pour un cancer gastro-œsophagien ; Chez les 13 personnes ayant répondu au traitement, les niveaux d’ORF1p sont tombés en dessous de la limite de détection du test.
Le suivi de la protéine pourrait potentiellement être intégré aux soins de santé de routine, explique LaCava. « Pendant une période saine de votre vie, vous pourriez faire mesurer vos niveaux d’ORF1p pour établir un niveau de référence. » Ensuite, votre médecin surveillera simplement tout pic des niveaux d’ORF1p qui pourrait indiquer un changement dans votre état de santé. Même s’il peut y avoir des fluctuations mineures de l’ORF1p ici et là, une augmentation serait une raison pour une enquête plus approfondie. «
Des lamas aux médecins
Les résultats de l’étude mettent également en évidence l’immense potentiel des réactifs nanocorps créés par l’étude de l’interactomique, explique Rout. L’Interactomics cherche à comprendre les interactions dynamiques de millions de composants individuels dans une cellule, en particulier ses protéines et ses acides nucléiques. Ces interactions forment des complexes macromoléculaires qui transmettent des informations et contrôlent le comportement cellulaire. Les changements pathogènes dans ces interactions sont à la base de toutes les maladies.
« Il existe un besoin urgent de disposer d’outils bien meilleurs pour découvrir et disséquer les interactives, un besoin qui n’est que lentement satisfait », explique Rout. « À cette fin, nous collaborons souvent avec d’autres institutions pour développer des réactifs tels que nos nanocorps dérivés de lamas. Les produits qui en résultent ne sont pas seulement des outils de recherche : ils ont un énorme potentiel entre les mains des médecins.