La détection précoce du cancer de la prostate, l’un des types de cancer les plus courants chez les hommes, est souvent réalisée avec des tests PSA. Cependant, ce test sanguin pour les antigènes spécifiques de la prostate donne de nombreux résultats faussement positifs, provoquant des biopsies inutiles et un surtraitement. Dans la revue Angewandte Chemie International Editionune équipe de recherche chinoise présente désormais une alternative hautement spécifique et non invasive à la biopsie : le test « thermophoretic AND gate operation », abrégé en Tango, détecte rapidement et de manière fiable le cancer de la prostate directement dans des échantillons de sang.
Le test Tango est basé sur l’analyse des vésicules extracellulaires circulantes, qui sont des « nanobulles » liées à la membrane. Ceux-ci proviennent de toutes les cellules du corps, circulent dans le sang et contiennent de nombreux biomarqueurs typiques des cellules dont ils sont issus. L’isolement et l’accumulation des vésicules hétérogènes dans des échantillons complexes nécessitent des prétraitements complexes et coûteux. La nouvelle méthode développée par une équipe dirigée par Fei Tian, Bo Dai et Jiashu Sun combine l’accumulation avec une opération de porte ET logique en une seule étape pour l’identification des vésicules tumorales souhaitées.
Le processus de concentration est basé sur la thermophorèse, le mouvement des particules basé sur un gradient de température. L’échantillon est placé dans une microchambre spécialement conçue qui est chauffée localement avec un laser IR. Les vésicules se déplacent préférentiellement vers le point chauffé. Du polyéthylène glycol est également ajouté pour former un gradient de concentration, ce qui amplifie l’effet. Il en résulte une accumulation de 2800 fois autour du spot laser.
Pour identifier les vésicules souhaitées de manière univoque et spécifique, elles doivent contenir deux protéines présentes à des concentrations élevées dans les tumeurs de la prostate : l’antigène spécifique de la prostate (PSMA) et la molécule d’adhésion aux cellules épithéliales (EpCAM). L’équipe a introduit deux sondes basées sur des aptamères, qui sont de courts brins simples d’ADN avec une structure 3D « programmée » qui se lie spécifiquement à une molécule cible. Dans ce cas, les deux cibles sont PSMA et EpCAM. Chacune des sondes a un colorant fluorescent.
Afin de détecter uniquement les vésicules contenant les deux marqueurs tumoraux, l’équipe a développé une opération ET logique. Les deux sondes ont une petite « ancre » moléculaire qui se lie spécifiquement à l’extrémité d’un connecteur d’ADN. Si les deux protéines cibles se trouvent sur une membrane de vésicule, les deux types de sonde sont liés par le connecteur d’ADN et les deux colorants fluorescents se rapprochent suffisamment l’un de l’autre pour un transfert d’énergie. L’un des colorants absorbe la lumière et transfère une partie de l’énergie à l’autre sans rayonnement (transfert d’énergie par résonance de Förster, FRET), le deuxième colorant émet alors de la lumière. L’intensité de cette fluorescence FRET est une mesure du nombre de vésicules contenant les deux marqueurs tumoraux.
Le test Tango a pu identifier les patients atteints d’un cancer de la prostate dans un groupe avec des résultats de PSA non concluants avec une précision de 91 % en 15 minutes. Il devrait également être possible de développer des tests de tango pour d’autres types de cancer, selon l’équipe du Centre national des nanosciences et technologies (Pékin) et de l’université Fudan (Shanghai).
Jinqi Deng et al, L’opération thermophorétique ET porte en une étape sur les vésicules extracellulaires améliore le diagnostic du cancer de la prostate, Angewandte Chemie International Edition (2022). DOI : 10.1002/anie.202207037
Fourni par Angewandte Chemie International Edition