Un rapide, technique sensible de trouver des bornes de cancer porte la biopsie liquide plus près de la clinique

Un rapide, peu coûteux pourtant la technique sensible pour trouver des bornes de cancer porte à des chercheurs plus près « d'une biopsie liquide » - un test utilisant un petit échantillon de sang ou sérum pour trouver le cancer, plutôt que le tissu invasif échantillonnant par habitude utilisé pour le diagnostic.

Les chercheurs à l'Université de l'Illinois ont développé une méthode pour capter et compter les microRNAs cancer-associés, ou les morceaux minuscules des molécules de messager qui sont exsudées des cellules et peuvent être trouvées en sang ou sérum, avec la définition d'unique-molécule. L'équipe publiée ses résultats dans les démarches de l'académie nationale des sciences.

Les cellules cancéreuses contiennent les mutations géniques qui leur permettent de proliférer hors du contrôle et d'éluder le système immunitaire, et certaines de ces mutations tournent dans les microRNAs. Il y a des molécules spécifiques de microRNA dont présence et la concentration est connue pour être lié à la présence et agressivité des types de cancer spécifiques, ainsi elles sont connues comme biomarqueurs qui peuvent être la molécule-cible pour des tests diagnostique. »

Brian Cunningham, chef d'étude, professeur de l'Illinois d'élém. élect. et ingénierie informatique

Cunningham dirige également le micro de Holonyak et le laboratoire de nanotechnologie chez l'Illinois.

Le groupe de Cunningham a développé une technique nommée microscopie d'absorption de Photonic Resonator pour capter et compter des biomarqueurs de microRNA. En collaboration avec professeur Manish Kohli au centre de lutte contre le cancer de Moffitt en Floride, ils ont vérifié le LANDAU sur deux microRNAs qui sont les bornes connues pour le cancer de la prostate.

Ils ont trouvé qu'il était assez sensible pour trouver les petites quantités qui seraient présentes en sérum d'un patient, pourtant également assez sélecteur pour trouver la borne parmi un cocktail des molécules qui également seraient présentes en sérum.

« Un des défis principaux de biosensing est de mettre à jour la sensibilité et sélectivité en même temps, » a dit Nantao Li, un étudiant de troisième cycle et le Co-premier auteur. « Vous voulez elle est assez sensible pour trouver très des petites quantités, mais vous ne voulez pas qu'elle capte chaque l'ARN dans le sang. Vous voulez que cette séquence spécifique est votre objectif. »

Le LANDAU atteint des qualités en combinant une sonde moléculaire et un détecteur en cristal photonique. La sonde appareille très particulièrement à un microRNA montré et a un capuchon protecteur lequel se dégage quand il trouve et grippe au biomarqueur d'objectif. L'extrémité exposée de la sonde peut alors gripper au détecteur, produisant un signe visible par un microscope.

Chaque sonde individuelle qui grippe envoie un signe indépendant que les chercheurs peuvent compter. Ceci signifie que les chercheurs peuvent trouver un peu beaucoup que les méthodes traditionnelles comme la fluorescence, qui doivent dépasser un certain seuil pour émettre un signe mesurable. Pouvoir compter chaque biomarqueur transporte également l'avantage ajouté de permettre à des chercheurs de surveiller des changements de la concentration du biomarqueur au fil du temps.

« Avec le LANDAU, nous injectons un échantillon dans une solution et obtenons une lecture dans un délai de deux heures, » a dit le chercheur post-doctoral Taylor Canady, un Co-premier auteur de l'étude. De « autres technologies qui produisent des lectures d'unique-molécule exigent des frais supplémentaires traitant et étapes supplémentaires, et elles exigent un jour ou plus d'attente. Le LANDAU semble comme quelque chose qui pourrait être beaucoup plus faisable cliniquement. De plus, à l'aide d'un signe optique au lieu de la fluorescence, nous pourrions construction jour un dispositif miniaturisé qui n'a pas besoin d'un technicien de laboratoire qualifié. »

L'approche de LANDAU pourrait être adaptée à différents microRNAs ou à d'autres biomarqueurs, les chercheurs disent, et sont compatibles avec les plates-formes existantes de microscope.

« Cette approche effectue l'idée d'effectuer « une biopsie liquide » pour les molécules liées au cancer d'inférieur-concentration une opération plus près de réalité, » Cunningham a dit. « Cette avance explique qu'il est possible d'avoir une méthode peu coûteuse et courante qui est assez sensible pour exiger seulement une gouttelette de sang. Les résultats du test pourraient indiquer à un médecin si un régime de chimiothérapie fonctionne, si le cancer d'une personne développe une mutation neuve qui le rendrait résistant à un médicament, ou si une personne qui avait été précédemment traitée pour le cancer pourrait avoir une rémission. »

Source:
Journal reference:

Canady,T.D., et al. (2019) Digital-resolution detection of microRNA with single-base selectivity by photonic resonator absorption microscopy. Proceedings of the National Academy of Sciences. doi.org/10.1073/pnas.1904770116.