Une nouvelle puce de diagnostic permet une surveillance rapide du traitement des tumeurs cérébrales

Une nouvelle puce de diagnostic permet une surveillance rapide du traitement des tumeurs cérébrales

Une nouvelle puce de diagnostic extrait du sang les paquets libérés par les cellules tumorales et indique si les cellules cancéreuses sont mortes pendant la perfusion de chimiothérapie.

Des chercheurs de Northwestern Medicine et de l'Université du Michigan ont montré que l'efficacité de la chimiothérapie contre le cancer du cerveau, administrée à l'aide d'une technique qui ouvre la barrière hémato-encéphalique, peut être surveillée en prélevant un échantillon de sang.

Le nouveau test pourrait aider les patients atteints d'une forme de cancer du cerveau appelée glioblastome en informant les médecins s'ils doivent continuer à utiliser un médicament de chimiothérapie particulier, changer de médicament ou arrêter le traitement. L'étude a été financée principalement par les National Institutes of Health.

"Au lieu de devoir attendre des mois, nous pouvons savoir après une dose si un traitement particulier fonctionne", a déclaré Adam Sonaband, neurochirurgien de Northwestern Medicine, co-auteur de l'étude publiée dans Nature Communications. "C'est énorme pour les patients atteints de glioblastome. Cela pourrait potentiellement empêcher les patients de recevoir des traitements inefficaces pendant de longues périodes, évitant ainsi également les effets secondaires inutiles."

Le glioblastome est une maladie souvent mortelle, la plupart des patients mourant dans les deux ans et seulement 10 % des patients étant encore en vie après cinq ans. La tumeur naît du cerveau et l’envahit, elle ne peut donc pas être complètement éliminée. Certaines cellules cancéreuses subsistent après la chirurgie et conduisent au développement de nouvelles tumeurs. Et contrairement à d’autres types de cancer, la plupart des médicaments de chimiothérapie et des médicaments contre le cancer ne peuvent pas traverser la barrière hémato-encéphalique, qui protège le cerveau des toxines.

Des chercheurs du Northwestern Medicine Malnati Brain Tumor Institute ont mené un essai clinique antérieur en utilisant le SonoCloud-9 de Carthera à Lyon, en France - un appareil thérapeutique à ultrasons qui a ouvert la barrière hémato-encéphalique pendant environ une heure pour permettre au paclitaxel, un médicament de chimiothérapie, d'entrer. Cette nouvelle analyse, testant la technologie de diagnostic de l'Université du Michigan, montre que l'ouverture de la barrière hémato-encéphalique permet également au contenu de la tumeur de s'infiltrer dans le sang. Des échantillons de sang prélevés avant et après chaque traitement peuvent être utilisés pour évaluer l’efficacité d’un traitement.

De minuscules particules appelées vésicules extracellulaires, libérées par les cellules cancéreuses, flottent dans le sang du patient. Ces particules agissent comme des substances messagères et transportent des parties spécifiques du matériel génétique et des protéines tumorales. Le grand défi consiste à trouver et à extraire uniquement celles qui proviennent de cellules cancéreuses et non d’autres parties du corps.

Sunitha Nagrath, professeur Dwight F. Benton de génie chimique à l'UM et co-auteur de l'étude

L'équipe du Michigan a trouvé un moyen de capturer les vésicules et particules extracellulaires (EVP) des cellules cancéreuses à l'aide d'un lipide spécifique, ou d'une molécule de graisse, que l'on trouve couramment à la surface de l'exosome. En isolant les échantillons de plasma sanguin prélevés via leur GlioExoChip, les prélèvements sanguins deviennent des « biopsies liquides ».

"Les cellules utilisent des vésicules et des particules extracellulaires pour la communication, et les EVP peuvent être utilisées à mauvais escient pour la progression de la maladie. C'est passionnant de faire partie de cette technologie qui peut utiliser avec succès les EVP pour surveiller la réponse au traitement des tumeurs", a déclaré Abha Kumari, titulaire d'un doctorat. étudiant en génie chimique à l’UM et co-premier auteur de l’étude.

Les EVP provenant de cellules qui meurent pendant le traitement sont plus faciles à capturer car le lipide utilisé pour capturer les EVP est plus abondant. L’équipe a donc compté les vésicules extracellulaires provenant des tumeurs avant et après chaque traitement et a calculé un ratio en divisant le nombre post-chimiothérapie par le nombre pré-chimiothérapie. Si ce ratio augmentait à chaque séance de chimiothérapie, le traitement était un succès. Si la valeur restait inchangée ou diminuait, le traitement était finalement considéré comme un échec.

"L'ouverture de la barrière hémato-encéphalique permet de mesurer les vésicules dérivées de la tumeur dans le sang, fournissant ainsi un signal de biopsie liquide cliniquement significatif", a déclaré Mark Youngblood, résident en neurochirurgie à Northwestern Medicine et co-premier auteur de l'étude. « Le GlioExoChip offre un moyen rapide et peu invasif de surveiller la réponse au traitement dans une maladie où les examens IRM produisent souvent des résultats trompeurs. »

Ensuite, les chercheurs valideront leurs résultats avec d’autres thérapies contre le glioblastome et continueront d’étudier l’utilité de la détection de vésicules extracellulaires pour évaluer le traitement d’autres cancers.

Un soutien supplémentaire à cette étude a été fourni par le Lou et Jean Malnati Brain Tumor Institute du Robert H. Lurie Comprehensive Cancer Center, la Moceri Family Foundation, l'UM Forbes Institute for Cancer Discovery, le département américain de la Défense, l'American Brain Tumor Association, Tap Cancer Out et la Focused Ultrasound Foundation. Un soutien en nature a été fourni par Carthera, le fabricant de l'appareil SonoCloud-9, un appareil expérimental non encore approuvé en dehors des essais cliniques.

Les chercheurs de Carthera ont également contribué à cette étude.

L'appareil a été construit à l'installation de nanofabrication de Lurie. L'étude a été menée avec l'aide du Michigan Center for Materials Characterization, du Biointerfaces Institute Nanotechnicum et du Proteomics Resource Facility.

L'équipe a déposé une demande de protection par brevet avec le soutien d'UM Innovation Partnerships et recherche des partenaires pour commercialiser la technologie.

Sources :