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Les taux d’enzyme protéolytique dans les tumeurs solides ou dans certains liquides extracellulaires sont souvent élevés et contiennent des biomarqueurs utiles pour le cancer du pancréas, 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 PROVIST, financé par l’UE, ont employé des modèles de cancer chez des souris portant des xénogreffes dérivées de patients, puis ont utilisé la cytométrie de masse, une nouvelle technique analytique, pour examiner l’expression de diverses protéases. Dans le cadre de ce projet de recherche, entrepris grâce au soutien du programme Marie Curie, 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 permettant d’analyser simultanément plus de 40 paramètres sur un échantillon. 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 de substrats hybrides développée par le laboratoire du professeur Drag à l’Université de sciences et technologies de Wroclaw, en Pologne.
Les bénéfices de la plateforme PROVIST
Comme l’explique le Dr Marcin Poreba, chercheur 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 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 plans impliquent l’application de ces expériences à des échantillons de sang humain pour analyser les interactions protéolytiques entre le cancer et l’inflammation.
«Notre objectif à long terme consiste à créer une boîte à outils constituée de sondes chimiques qui dévoilera le paysage 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 du patient.
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 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 plus précis, ainsi qu’à la découverte de nouveaux traitements anticancéreux plus personnalisés et plus adaptés.
Pour plus d'information voir: projet PROVIST
Source: © Union européenne, [2019] / CORDIS
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