Une plateforme pour la détection de plusieurs biomarqueurs du cancer
Publié par Isabelle le 05/06/2019 à 14:00
Source: © Union européenne, [2019] / CORDIS

©PROVIST
L'évolution du cancer dépend essentiellement d'un grand groupe d'enzymes, connues sous le nom de protéases. Des scientifiques européens ont utilisé une nouvelle technique, la cytométrie de masse, pour examiner la contribution des protéases, importantes sur le plan médical, à la biologie (La biologie, appelée couramment la « bio », est la science du vivant. Prise au sens large de science du vivant, elle recouvre une partie des...) tumorale.

Les taux d'enzyme (Une enzyme est une molécule (protéine ou ARN dans le cas des ribozymes) permettant d'abaisser l'énergie d'activation d'une réaction et...) protéolytique dans les tumeurs solides ou dans certains liquides extracellulaires sont souvent élevés et contiennent des biomarqueurs utiles pour le cancer (Le cancer est une maladie caractérisée par une prolifération cellulaire anormalement importante au sein d'un tissu normal de l'organisme, de telle...) du pancréas (Le pancréas est un organe abdominal, une glande annexée au tube digestif. Il est rétropéritonéal, situé derrière l'estomac, devant et...), le cancer colorectal et le cancer du sein. Cependant, leur rôle exact reste encore à déterminer.

Une méthode innovante pour étudier les enzymes du cancer

Pour mieux comprendre l'implication des protéases dans la biologie tumorale, les scientifiques du projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et...) PROVIST, financé par l'UE, ont employé des modèles de cancer chez des souris (Le terme souris est un nom vernaculaire ambigu qui peut désigner, pour les francophones, avant tout l’espèce commune Mus musculus, connue aussi...) portant des xénogreffes dérivées de patients, puis ont utilisé la cytométrie de masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la contribution du corps à la force...), une nouvelle technique analytique, pour examiner l'expression de diverses protéases. Dans le cadre de ce projet de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique,...), entrepris grâce au soutien du programme Marie Curie (Maria Sk?odowska-Curie (née à Varsovie le 7 novembre 1867 et décédée à Sancellemoz le 4 juillet 1934), connue en France sous le nom de Marie Curie, est une...), les chercheurs ont synthétisé des sondes chimiques destinées à la détection sélective de diverses protéases liées au cancer, comme les caspases, la légumaine et les cathepsines B, L et S. L'innovation réside dans le fait que ces sondes étaient marquées par des isotopes stables de métaux de lanthanides, les rendant aptes à la cytométrie de masse.

La cytométrie de masse est une nouvelle technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) permettant d'analyser simultanément plus de 40 paramètres sur un échantillon (De manière générale, un échantillon est une petite quantité d'une matière, d'information, ou d'une solution. Le mot est utilisé dans...). PROVIST a remplacé les anticorps, qui étaient traditionnellement utilisés à ces fins, par de petites sondes chimiques qui détectent seulement les protéases actives. Pour y parvenir, ils ont employé la technologie d'une bibliothèque combinatoire (En mathématiques, la combinatoire, appelée aussi analyse combinatoire, étudie les configurations de collections finies d'objets ou les...) de substrats hybrides développée (En géométrie, la développée d'une courbe plane est le lieu de ses centres de courbure. On peut aussi la décrire comme l'enveloppe de la famille des droites...) par le laboratoire du professeur Drag à l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation...) de sciences et technologies de Wroclaw, en Pologne.

Les bénéfices de la plateforme PROVIST

Comme l'explique le Dr Marcin Poreba, chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la recherche. Il est difficile de bien cerner le métier de chercheur tant les domaines de recherche sont diversifiés et...) du projet, "notre méthodologie surmonte les limites actuelles liées à l'analyse parallèle de plusieurs protéases participant à l'évolution du cancer". Il est important de noter que les sondes générées par PROVIST ont abordé la spécificité des substrats qui se recoupent chez les caspases et les cathepsines. En outre, en utilisant des isotopes de métaux, dont les pics du spectre de masse sont uniques, au lieu de fluorophores pour la détection, l'approche de PROVIST élimine le problème du recoupement des signaux et permet le suivi de plus de paramètres cellulaires dans le cadre d'un seul test.

Les sondes générées ont été évaluées à l'aide d'enzymes recombinantes et in vitro (In vitro (en latin : « dans le verre ») signifie un test en tube, ou, plus généralement, en dehors de l'organisme vivant ou de la cellule. Un exemple est la fécondation in vitro...) sur des systèmes de cellules cancéreuses. Ensuite, elles ont été appliquées ex vivo à des cellules tumorales à l'étude issues de modèles murins de xénogreffe, qui offrent une excellente opportunité pour étudier la biologie du cancer humain. En outre, les scientifiques ont synthétisé et testé des inhibiteurs des caspases sur des cellules cancéreuses, validant la cytométrie de masse comme technique convenable pour le suivi parallèle de plusieurs activités des protéases dans les systèmes biologiques. Leurs futurs (Futurs est une collection de science-fiction des Éditions de l'Aurore.) plans impliquent l'application de ces expériences à des échantillons de sang (Le sang est un tissu conjonctif liquide formé de populations cellulaires libres, dont le plasma est la substance fondamentale et est présent chez la plupart des animaux. Un humain adulte est doté d’environ 5 litres...) humain pour analyser les interactions protéolytiques entre le cancer et l'inflammation (Une inflammation est une réaction de défense immunitaire stéréotypée du corps à une agression : infection, brûlure,...).

"Notre objectif à long terme consiste à créer une boîte à outils constituée de sondes chimiques qui dévoilera le paysage (Étymologiquement, le paysage est l'agencement des traits, des caractères, des formes d'un espace limité, d'un « pays ». Portion de l'espace...) enzymatique du cancer", souligne le Dr Poreba. Cela contribuera à déterminer pourquoi certains patients atteints de cancer ne répondent pas au traitement contre le cancer, permettant aux médecins de personnaliser le traitement en fonction de la pathologie (La pathologie, terme provenant du Grec ancien, est littéralement le discours, la rationalité (λογία logos) sur la souffrance (πάθος...) du patient (Dans le domaine de la médecine, le terme patient désigne couramment une personne recevant une attention médicale ou à qui est prodigué un soin.).

Le cancer restant l'une des maladies les plus dévastatrices et provoquant des millions de décès tous les ans, la boîte à outils de PROVIST composée de sondes sélectives viendra renforcer les études liées au cancer. Le Dr Poreba est convaincu que "la plateforme PROVIST de modèles de cancer, de cytométrie de masse et de chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à l'instar de la physique et de la biologie avec...) peut aider à analyser les enzymes, importantes sur le plan médical, ayant des répercussions sociétales importantes". La mise en œuvre de cette plateforme aboutira à un diagnostic (Le diagnostic (du grec δι?γνωση, diágnosi, à partir de δια-, dia-, „par, à travers, séparation, distinction“ et γν?ση, gnósi,...) plus précis, ainsi qu'à la découverte de nouveaux traitements anticancéreux (Un anticancéreux est un médicament permettant de lutter contre le cancer) plus personnalisés et plus adaptés.

Pour plus d'information voir: projet PROVIST
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