Des capteurs « Spray » à l’étude pour le diagnostic du cancer du poumon

Un « spray » pour déclencher un processus pouvant conduire à détecter le cancer du poumon à un stade précoce. C’est la stratégie sur laquelle travaille une équipe de chercheurs du MIT (Massachusetts Institute of Technology) : des nanocapteurs inhalables, qui peuvent être délivrés par un inhalateur ou un nébuliseur. Si ces particules intelligentes rencontrent des protéines liées à la tumeur, elles produisent un signal qui s’accumule dans l’urine, où il peut être détecté par un simple test, comme ceux effectués avec une bandelette de papier test.

L’approche, basée sur une nouvelle technologie développée au MIT, pourrait potentiellement remplacer ou intégrer l’étalon-or actuel pour le diagnostic du cancer du poumon, à savoir la tomodensitométrie (TDM) à faible dose, suggèrent les experts en présentant les résultats de leurs travaux publiés dans la revue « Science Advances ». Mission: rendre le diagnostic aussi simple que d’utiliser un spray. Selon eux, cela pourrait avoir un impact particulièrement important dans les pays à revenu faible ou intermédiaire qui ne disposent pas d’un large éventail d’appareils de tomodensitométrie. “Partout dans le monde, le cancer deviendra de plus en plus répandu dans les pays à revenu faible ou intermédiaire. L’épidémiologie du cancer du poumon est liée à la pollution et au tabagisme. Nous savons donc que ce sont des environnements dans lesquels l’accessibilité à ce type de technologie pourrait avoir un impact important. “, déclare Sangeeta Bhatia, auteur principal de l’étude (qui a Qian Zhong et Edward Tan comme auteurs principaux).

Bhatia a passé la dernière décennie à développer des nanocapteurs destinés au diagnostic du cancer et d’autres maladies. Dans cette étude, elle et ses collègues ont exploré la possibilité de les utiliser comme alternative plus accessible au dépistage du cancer du poumon par tomodensitométrie. Ces capteurs sont constitués de nanoparticules polymères recouvertes d’une sorte de « code-barres » d’ADN, qui se détache de la particule lorsque le capteur rencontre des enzymes appelées protéases, qui sont souvent hyperactives dans les tumeurs. Ces codes-barres finissent par s’accumuler dans l’urine et sont éliminés de l’organisme.

Les versions précédentes des capteurs, qui ciblaient d’autres sites tumoraux tels que le foie et les ovaires, étaient conçues pour être administrées par voie intraveineuse. Pour le diagnostic du cancer du poumon, les chercheurs souhaitaient créer une version pouvant être inhalée, ce qui pourrait faciliter sa mise en œuvre dans les contextes à faibles ressources. “Lorsque nous avons développé cette technologie, notre objectif” était “également d’abaisser le seuil d’accessibilité, d’une manière qui, espérons-le, améliorera la disparité des ressources et l’inéquité dans la détection précoce du cancer du poumon”, note Zhong. Deux formulations ont ainsi été créées : une solution aérosolisable et administrable par nébuliseur, et une poudre sèche administrable par inhalateur.

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Une fois que les particules atteignent les poumons, elles sont absorbées dans les tissus, où elles rencontrent les protéases éventuellement présentes. Les cellules humaines peuvent exprimer des centaines de protéases différentes, et certaines d’entre elles sont hyperactives dans les tumeurs. Ces protéases cancérigènes clivent les codes-barres des capteurs, leur permettant de circuler dans la circulation sanguine jusqu’à ce qu’ils soient excrétés dans l’urine. Dans les versions précédentes de cette technologie, les chercheurs utilisaient la spectrométrie de masse pour analyser l’échantillon d’urine. Dans la nouvelle version, ils ont créé un test à flux latéral, qui vous permet de détecter les codes-barres à l’aide d’une simple bandelette de test en papier conçue pour détecter jusqu’à 4 codes-barres ADN différents, chacun indiquant la présence d’une protéase différente. « L’idée était de pouvoir déposer l’échantillon directement sur le papier et de le lire en 20 minutes », explique Bhatia.

Les chercheurs ont testé leur système de diagnostic sur des souris génétiquement modifiées pour développer des tumeurs pulmonaires similaires à celles observées chez l’homme. Les capteurs ont été administrés 7,5 semaines après le début de la formation des tumeurs, un moment qui serait probablement en corrélation avec le cancer de stade 1 ou 2 chez l’homme. La combinaison des quatre éléments pouvant fournir des résultats de diagnostic précis a été testée et a révélé qu’elle pouvait détecter avec précision les cancers du poumon à un stade précoce. Pour une utilisation chez l’homme, davantage de capteurs peuvent être nécessaires pour un diagnostic précis, mais cela pourrait être réalisé en utilisant davantage de bandelettes de papier test, affirment les chercheurs qui envisagent maintenant d’analyser des échantillons de biopsie humaine pour voir si les panneaux de capteurs qu’ils utilisent fonctionneraient. A terme, ils espèrent mener des essais cliniques sur des patients. “L’idée serait de savoir si un test de suivi est nécessaire ou non, et nous pourrions inscrire les patients qui ont subi des blessures précoces dans le système afin qu’ils puissent recevoir une intervention chirurgicale curative ou des médicaments qui leur sauvent la vie”, conclut Bhatia.

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