Les protéines des vésicules extracellulaires pourraient représenter des biomarqueurs du cancer de l’ovaire

Une étude menée par des chercheurs de l’Université de Nagoya au Japon a identifié trois protéines membranaires jusque-là inconnues dans les vésicules extracellulaires (VE) dérivées du carcinome séreux de l’ovaire de haut grade (HGSOC), un sous-type mortel du cancer épithélial de l’ovaire (COE). En utilisant une technologie unique composée de nanofils revêtus de polycétone (pNW), le groupe a réussi à capturer les protéines EV, démontrant l’utilité clinique de leur méthode de détection et l’identification de biomarqueurs potentiels pour ce type de cancer de l’ovaire. Dirigés par Akira Yokoi, PhD, de l’École supérieure de médecine de l’Université de Nagoya, et Mayu Ukai, PhD, de l’Institute for Advanced Research, les chercheurs ont rendu compte de leurs développements dans Avancées scientifiques, dans un article intitulé “Identification des vésicules extracellulaires spécifiques au carcinome séreux de l’ovaire de haut grade par des nanofils recouverts de polycétone”. L’équipe a conclu dans son article : “En résumé, la détection de marqueurs spécifiques au HGSOC par pNW est une plate-forme prometteuse en tant que biomarqueurs cliniques, et ces informations fournissent des aspects protéomiques détaillés de divers véhicules électriques chez les patients HGSOC.”

L’EOC est un cancer gynécologique hautement mortel et se classe au septième rang des causes les plus fréquentes de décès par cancer chez les femmes dans le monde, ont noté les auteurs. Et en raison de la difficulté du dépistage précoce, la plupart des cas sont diagnostiqués à un stade avancé, auquel cas le taux de survie à cinq ans est inférieur à 45 %. Parmi les différents sous-types de COE, le HGSOC représente environ 75 % des cas, avec un taux de mortalité de près de 90 %. “Il n’y a pas eu de biomarqueur spécifique et sensible pour le HGSOC, et le CA125, qui est le plus couramment utilisé dans le diagnostic clinique, s’est avéré inefficace pour la détection précoce du cancer de l’ovaire”, ont déclaré les chercheurs.

La découverte de nouveaux biomarqueurs du cancer de l’ovaire est importante car la maladie est difficile à identifier à ses débuts, alors qu’elle pourrait être plus facilement traitée. Une approche pour détecter le cancer consiste à rechercher les véhicules électriques, et en particulier les petites protéines exosomes libérées par les cellules tumorales, ont noté les auteurs. “Les véhicules électriques dérivés de cellules cancéreuses ont des profils protéiques uniques, ce qui en fait des cibles prometteuses en tant que biomarqueurs potentiels de maladies.”

Comme ces protéines se trouvent à l’extérieur de la cellule cancéreuse, elles peuvent être isolées des fluides corporels, tels que le sang, l’urine et la salive. Cependant, les véhicules électriques dans les fluides corporels sont assez hétérogènes, a souligné l’équipe, et l’utilisation de ces biomarqueurs potentiels est entravée par le manque de biomarqueurs fiables pour la détection du cancer de l’ovaire, ont déclaré les scientifiques. “Les marqueurs de protéines EV spécifiques au HGSOC ayant une utilité pratique n’ont pas été identifiés… comme les évaluations rigoureuses de la protéomique EV ont été un défi majeur sur le terrain, les marqueurs EV spécifiques à la maladie font encore largement défaut.”

Pour leur étude rapportée, les chercheurs ont extrait les véhicules électriques petits et moyens/grands de HGSC et les ont analysés à l’aide de la chromatographie liquide-spectrométrie de masse pour analyser les protéines. “Tout d’abord, nous avons étudié la distribution de la taille des véhicules électriques et avons constaté que les petits véhicules électriques (sEV) étaient de meilleures cibles en tant que biomarqueurs que les moyens/grands véhicules électriques (m/lEV)”, ont déclaré les auteurs. “Nous avons ensuite effectué une protéomique de fusil de chasse en utilisant la chromatographie liquide et la spectrométrie de masse en tandem (LC-MS/MS) pour révéler des profils protéiques uniques pour chaque classe de taille de VE avec des différences fonctionnelles substantielles entre les petits et les grands VE.”

La recherche a posé quelques défis. “Les étapes de validation des protéines identifiées ont été difficiles car nous avons dû essayer beaucoup d’anticorps avant de trouver une bonne cible”, a déclaré Yokoi. “En conséquence, il est devenu clair que les véhicules électriques petits et moyens/grands sont chargés de molécules clairement différentes.”

Des analyses continues ont ensuite mis en évidence des protéines individuelles qui pourraient représenter des biomarqueurs potentiels du cancer de l’ovaire. “Une enquête plus approfondie a révélé que les petits véhicules électriques sont des biomarqueurs plus appropriés que les types moyens et grands”, a ajouté Yokoi. “Nous avons identifié les protéines membranaires FRα, Claudin-3 et TACSTD2 dans les petits véhicules électriques associés à HGSC.”

Après avoir identifié les protéines biomarqueurs candidates, l’équipe a ensuite cherché à déterminer si elles pouvaient capturer les véhicules électriques d’une manière qui leur permettrait d’identifier la présence d’un cancer. Pour ce faire, le spécialiste des nanofils Takao Yasui, PhD, de la Graduate School of Engineering de l’Université de Nagoya, a combiné ses recherches avec celles de Yasuhide Inokuma, PhD, de l’Agence japonaise des sciences et technologies, pour créer des nanofils revêtus de chaîne de polycétone (pNW). . Cette technologie était idéale pour séparer les exosomes des échantillons de sang.

“La création de pNW a été difficile”, a déclaré Yokoi. « Nous avons dû essayer 3 à 4 revêtements différents sur les nanofils. Bien que les polycétones soient un matériau complètement nouveau à utiliser pour revêtir ce type de nanofil, au final, elles étaient si bien adaptées.

Pour tester l’utilité clinique de la plateforme pNW, les chercheurs l’ont utilisée pour extraire les sEV d’échantillons de liquide d’ascite de patients HGSOC et de patients non cancéreux. Dans l’EOC, l’ascite est un fluide corporel anormal majeur qui s’accumule dans la cavité péritonéale dans presque tous les cas, et en particulier chez les patients HGSOC, ont-ils expliqué. Les sEV d’ascite ont ensuite été analysés plus en détail. “Les sEV d’ascite, purifiés à l’aide de pNW, ont été soumis au test de mesure d’imagerie à particule unique (ExoView).” Les résultats ont confirmé que les sEV positifs pour FRα, Claudin-3 ou TACSTD2 étaient présents à des concentrations élevées chez de nombreux patients HGSOC. Concluant sur leurs découvertes, l’équipe a écrit, “… notre plate-forme pNW-ExoView a révélé la présence élevée spécifique de FRα/Claudin-3/TACSTD2 sur les sEV récoltés à partir d’ascites de patients HGSOC qui peuvent être des biomarqueurs HGSOC utiles.”

Yokoi a ajouté : « Nos découvertes ont montré que chacune des trois protéines identifiées est utile comme biomarqueur pour les HGSC. Les résultats de cette recherche suggèrent que ces biomarqueurs diagnostiques peuvent être utilisés comme marqueurs prédictifs pour des thérapies spécifiques. Nos résultats permettent aux médecins d’optimiser leur stratégie thérapeutique pour le cancer de l’ovaire, par conséquent, ils peuvent être utiles pour réaliser une médecine personnalisée.

Dans leur rapport, les auteurs ont conclu : « La plate-forme pNW est bien adaptée à une application clinique et peut contribuer à simplifier les diagnostics basés sur les véhicules électriques. Il existe un large potentiel pour les applications basées sur le pNW pour isoler d’autres véhicules électriques spécifiques dans les fluides corporels en circulation.