Des chercheurs de Concordia mettent au point une nouvelle méthode pour détecter le cancer à l’échelle nanométrique

La technologie microfluidique, aussi appelée laboratoire sur puce, utilise des particules magnétiques pour détecter les biomarqueurs inquiétants avant même la formation d’une tumeur
19 octobre 2021
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Diagnostiquer et traiter un cancer peut être une course contre la montre. Lorsque la maladie est diagnostiquée, elle est souvent à un stade avancé et peut se propager dans tout le corps, ce qui réduit les chances de survie. Le diagnostic précoce est donc la clé pour vaincre le cancer.

Dans un nouvel article dirigé par des chercheurs de Concordia et publié dans la revue Biosensors and Bioelectronics, les auteurs décrivent une nouvelle méthode de biopsie liquide intégrant la technologie du laboratoire sur puce qui, selon eux, peut permettre de détecter le cancer avant même la formation d’une tumeur.

Grâce à des particules magnétiques recouvertes d’un agent de liaison spécialement conçu, la puce de biopsie liquide attire et piège en quelque sorte les particules contenant des biomarqueurs cancérigènes. Une analyse approfondie permet de déterminer le type de cancer dont elles sont porteuses. Selon les chercheurs, cette technique peut améliorer considérablement à la fois le diagnostic et le traitement du cancer.

Muthukumaran Packirisamy holding a microfluidics device Muthukumaran Packirisamy : « Cette technique permet d’établir un diagnostic très précoce du cancer, ce qui peut nous aider à trouver des solutions thérapeutiques et à améliorer la vie des patients. »

Piéger le messager

La puce cible les vésicules extracellulaires (VE), un type de particule libéré par la plupart des cellules organiques. Les VE – parfois appelées exosomes – sont extrêmement petites, mesurant généralement entre 40 et 200 nanomètres. Elles transportent toutefois toute une cargaison de protéines, d’acides nucléiques tels que l’ARN, de métabolites et d’autres molécules provenant de la cellule mère, et sont ensuite absorbées par d’autres cellules. Si les VE contiennent des biomarqueurs associés au cancer ou à d’autres maladies, ils répandront leur cargaison toxique de cellule en cellule.

Pour capturer exclusivement les exosomes porteurs de cancer, les chercheurs ont mis au point une petite puce microfluidique contenant des nanoparticules magnétiques ou d’or recouvertes d’un polypeptide synthétique servant d’agent de liaison moléculaire. Lorsqu’une gouttelette de liquide organique, qu’il s’agisse de sang, de salive, d’urine ou autre, est passée à travers la puce, les exosomes se fixent aux nanoparticules traitées. Une fois les exosomes piégés, les chercheurs les séparent ensuite des nanoparticules et procèdent à une analyse protéomique et génomique pour déterminer le type de cancer précis.

« Cette technique permet d’établir un diagnostic très précoce du cancer, ce qui peut nous aider à trouver des solutions thérapeutiques et à améliorer la vie des patients, » explique l’auteur en chef de l’article, Muthukumaran Packirisamy, professeur au Département de génie mécanique, industriel et aérospatial et directeur du Laboratoire de biomicrosystèmes optiques de Concordia.

Srinivas Bathini holding a liquid vial in a lab Doctorant Srinivas Bathini

Une solution de rechange à la chimiothérapie conventionnelle et aux chirurgies exploratoires

« Les biopsies liquides évitent le traumatisme des biopsies invasives, qui impliquent une chirurgie exploratoire, ajoute M. Packirisamy. Nous pouvons obtenir tous les marqueurs et pronostics du cancer simplement en analysant n’importe quel liquide corporel ».

Une connaissance détaillée de la composition génétique d’une forme particulière de cancer exposera ses faiblesses au traitement, souligne Anirban Ghosh, coauteur et professeur affilié au laboratoire de M. Packirisamy. « La chimiothérapie conventionnelle cible toutes sortes de cellules et entraîne des effets secondaires à la fois considérables et désagréables, explique-t-il. Grâce aux diagnostics de précision dont nous disposons ici, nous pouvons concevoir un traitement ciblant uniquement les cellules cancéreuses. »

L’auteur principal de l’article est le doctorant Srinivas Bathini, dont la formation universitaire est en génie électrique. Il explique que l’approche interdisciplinaire de son domaine d’étude actuel est à la fois stimulante et gratifiante et fait remarquer que le potentiel de cette technologie pourrait révolutionner le diagnostic médical. Les chercheurs ont utilisé des cellules de cancer du sein dans cette étude, mais ils cherchent des moyens d’étendre leurs capacités pour inclure un large éventail de tests de dépistage.

« Peut-être qu’un jour ce produit sera aussi facilement accessible que d’autres dispositifs hors laboratoire, comme les tests de grossesse à domicile », spécule-t-il.

Lire l’article cité : « Magnetic particle based liquid biopsy chip for isolation of extracellular vesicles and characterization by gene amplification »



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