Espoir de détection précoce.

Medical software developed at UCL that overlays tumour information from MRI scans onto ultrasound images can help guide surgeons conducting biopsies and improve prostate cancer detection.

A team of engineers and medical researchers found that the technology enabled surgeons to pick up clinically relevant cancers that were missed when using current visual detection methods. The best approach would be to use both techniques in tandem, according to the findings published today in European Urology.

The software is deployed via a system called SmartTarget®.

The advent of MRI-targeted biopsies, where MRI scans are used to inform surgeons where a tumour lies before they conduct a biopsy (tissue sample), has improved detection rates to close to 90% from 50% in the last five years.

Now, the SmartTarget system has further enhanced this technique by allowing a 3D model of the prostate and cancer to be created for each patient from their MRI scans using advanced image processing and machine learning algorithms.

During a biopsy, this model is fused with ultrasound images to highlight the area of concern, which otherwise does not appear in the ultrasound images, helping to guide the surgeon while conducting the procedure.

Until last year when MRI targeting was introduced, the established way to test for prostate cancer involved taking a biopsy from the prostate without knowing where in the prostate a tumour was likely to be, resulting in close to half of life-threatening cancers being missed.

"Prostate cancer detection has been improving at a very fast rate in recent years, and this technology pushes the science forward even further, enabling clinicians to pick up prostate cancer quickly so that patients can access the right treatment early enough," said co-senior author Professor Hashim Ahmed, who began the research in UCL Medicine before moving to Imperial College London.

For the present study, 129 people with suspected prostate cancer underwent two biopsies -- one using the SmartTarget system, and one where surgeons could only visually review the MRI scans. Funded by the UK Department of Health and Social Care and Wellcome Health Innovation Challenge Fund, the study was conducted at UCLH. The two strategies combined detected 93 clinically significant prostate cancers, with each of them picking up 80 of these cancers; each missed 13 that the other method picked up.

The researchers say that surgeons' visual review of MRI scans should be used in tandem with SmartTarget as using this technique enables surgeons to learn to make subtle adjustments such as adapting to the movement of the patient and the prostate as the needle is inserted.

"We developed the SmartTarget system to equip surgeons with vital information about the size, shape and location of prostate tumours during a biopsy that is otherwise invisible on ultrasound images," explained co-senior author Dr Dean Barratt (UCL Medical Physics & Biomedical Engineering and UCL Centre for Medical Image Computing), who invented and led the development of the SmartTarget system.

"The software provides them with a clear target. As MRI-targeted biopsies require a very high degree of expertise and experience, we hope that the imagery displayed by SmartTarget will help to bring high accuracy prostate cancer diagnosis to a much wider range of patients and hospitals."

The researchers say the new methods could reduce the number of biopsies needed, and reduce the unnecessary surgeries caused by over diagnosis of less harmful cancers.

The SmartTarget software has been commercialised by SmartTarget Ltd, a company spun out by UCL's commercialisation company UCL Business PLC (UCLB), and the system is already in use by several hospitals in the UK and USA.

The inter-disciplinary study brought together engineers, urologists and radiologists, supported by the UCL Translational Research Office in project management and navigating the translational and regulatory pathway involved in taking the project from the lab bench to the operating room.

"There has been much discussion and speculation in the media recently on the degree to which computers and artificial intelligence will be integrated into clinical care. Studies such as this one are extremely important as they provide valuable evidence on the performance of a new technology in the clinical setting," said co-senior author Professor Mark Emberton (Dean, UCL Medical Sciences).

"With this study we now have hard data showing that SmartTarget is as good as a group of experts in targeting tumours in the prostate, and have a glimpse of how clinicians and computers will be working together in the future for the good of the patient."
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Un logiciel médical développé à l'UCL, qui superpose les informations sur la tumeur provenant des scanners IRM aux images échographiques, peut aider les chirurgiens à réaliser des biopsies et à améliorer la détection du cancer de la prostate.

Une équipe d'ingénieurs et de chercheurs en médecine a découvert que cette technologie permettait aux chirurgiens de détecter les cancers cliniquement pertinents qui n'avaient pas été détectés lors de l'utilisation des méthodes actuelles de détection visuelle. La meilleure approche consisterait à utiliser les deux techniques en tandem, selon les conclusions publiées aujourd'hui dans European Urology .

Le logiciel est déployé via un système appelé SmartTarget®.

L'avènement des biopsies ciblant l'IRM, où les examens IRM sont utilisés pour informer les chirurgiens de la présence d'une tumeur avant de procéder à une biopsie (échantillon de tissu), a amélioré les taux de détection, qui sont passés de 50% à 90% au cours des cinq dernières années.

Désormais, le système SmartTarget a encore amélioré cette technique en permettant la création d’un modèle 3D de la prostate et du cancer pour chaque patient à partir de leurs examens IRM à l’aide d’algorithmes avancés de traitement d’image et d’apprentissage automatique.

Lors d'une biopsie, ce modèle est fusionné avec des images échographiques pour mettre en évidence le problème, qui n'apparaîtrait pas dans les images échographiques, ce qui aiderait à guider le chirurgien tout au long de la procédure.

Jusqu'à l'année dernière, lorsque le ciblage par IRM a été introduit, la méthode établie pour dépister le cancer de la prostate consistait à faire une biopsie de la prostate sans savoir où dans la prostate se trouverait probablement une tumeur, ce qui a permis d'éviter près de la moitié des cancers potentiellement mortels.

"La détection du cancer de la prostate s'est améliorée très rapidement au cours des dernières années. Cette technologie permet de faire progresser la science et permet aux cliniciens de détecter rapidement le cancer de la prostate afin que les patients puissent accéder au traitement approprié suffisamment tôt", a déclaré le co-senior. l'auteur, le professeur Hashim Ahmed, qui a commencé les recherches sur la médecine à l'UCL avant de rejoindre l'Imperial College de Londres.

Pour la présente étude, 129 personnes soupçonnées d'avoir un cancer de la prostate ont subi deux biopsies - l'une utilisant le système SmartTarget et l'autre où les chirurgiens ne pouvaient que visualiser les scanners IRM. Financée par le ministère de la Santé et des Affaires sociales du Royaume-Uni et le fonds Wellcome Health Innovation Challenge, l'étude a été menée à l'UCLH. Les deux stratégies combinées ont permis de détecter 93 cancers de la prostate cliniquement significatifs, chacun d’entre eux étant responsable de 80 de ces cancers; chacun a manqué 13 que l'autre méthode a ramassé.

Les chercheurs disent que l'examen visuel des examens IRM par les chirurgiens devrait être associé à SmartTarget, car cette technique leur permet d'apprendre à effectuer des ajustements subtils, tels que l'adaptation au mouvement du patient et de la prostate lors de l'insertion de l'aiguille.

"Nous avons développé le système SmartTarget pour fournir aux chirurgiens des informations essentielles sur la taille, la forme et la localisation des tumeurs de la prostate lors d'une biopsie qui serait autrement invisible sur les images échographiques", a expliqué le Dr Dean Barratt, coauteur principal du UCL Medical Physics Centre UCL pour l’informatique médicale), qui a inventé et dirigé le développement du système SmartTarget.

"Le logiciel leur fournit une cible précise. Les biopsies ciblant l'IRM nécessitant un très haut niveau d'expertise et d'expérience, nous espérons que les images présentées par SmartTarget aideront à proposer un diagnostic de haute précision du cancer de la prostate à un plus grand nombre de patients et hôpitaux. "

Les chercheurs affirment que les nouvelles méthodes pourraient réduire le nombre de biopsies nécessaires et les interventions chirurgicales inutiles causées par un diagnostic excessif de cancers moins nocifs.

Le logiciel SmartTarget a été commercialisé par SmartTarget Ltd, une société créée par UCL Business PLC (UCLB), la société de commercialisation de UCL, et le système est déjà utilisé par plusieurs hôpitaux britanniques et américains.

L'étude interdisciplinaire a réuni des ingénieurs, des urologues et des radiologues, appuyés par le Bureau de la recherche translationnelle de l'UCL, pour la gestion de projet et la navigation dans le processus de traduction et de réglementation nécessaire pour mener le projet du laboratoire au bloc opératoire.

"Il y a eu beaucoup de discussions et de spéculations dans les médias récemment sur le degré d'intégration des ordinateurs et de l'intelligence artificielle dans les soins cliniques. Des études comme celle-ci sont extrêmement importantes car elles fournissent des preuves précieuses de la performance d'une nouvelle technologie dans le monde". clinique ", a déclaré le co-auteur principal, le professeur Mark Emberton (doyen, UCL Medical Sciences).

"Grâce à cette étude, nous disposons désormais de données fiables montrant que SmartTarget est aussi efficace qu'un groupe d'experts en matière de ciblage des tumeurs de la prostate, et nous avons un aperçu de la manière dont les cliniciens et les ordinateurs travailleront ensemble pour le bien du patient. "

Life expectancy in the developed world is higher than ever before, but longevity comes at a cost. If you live in the UK, there's a 50 per cent chance you'll develop cancer at some point in your life. But according to Jimmy Lin, the humble blood test is about to give humans the upper hand over this deadly disease.

"Cancer is a disease of ageing," Lin, geneticist and chief scientific officer of oncology at Natera, told the audience at WIRED2016. The World Health Organisation estimates there are about 14 million new cases of cancer every year, and predicts that figure will double by 2050. Currently, eight million people are killed every year by the disease.

By combining early intervention with an understanding of cancer genomics, however, mankind could be on the cusp of fighting cancer effectively and at scale. "We are at the intersection of three of the most exciting revolutions in cancer therapy," Lin said.

With his colleagues at John Hopkins University, Lin was among the first researchers to fully sequence the genome of cancer cells. As the cost of genetic sequence has plummeted from tens of millions of dollars to just a few hundred, clinicians are starting to understand more precisely how different cancers thrive within the body.

The second revolution, Lin said, is early detection. “We can start thinking about the ways we can start detecting DNA from cancer in your body at very early stages,” he explained. Blood is like a CCTV system for the human body – every drop contains barely detectable indicators that give clinicians clues about what’s going on in different parts of the body.

Lin and his team have developed extremely sensitive blood tests which can detect the earliest traces of cancer DNA within the bloodstream. His blood tests can detect one cancer molecule hiding among 10,000 other innocuous molecules. “If there’s even less than one centimetre of cancer in the lungs, we can find it,” Lin said.

Early detection is instrumental in curing cancer. If it’s detected at a late stage, ovarian cancer kills 90 per cent of women diagnosed with the disease. Catch it in stage one, Lin said, and that fatality rate drops to 20 per cent.

The final key to the cancer treatment revolution is understanding how our own genetics make us more likely to develop certain cancers. The more we know about which genes are linked to cancer, the more we can target early detection tests to people at risk of developing the disease.

“We’re potentially entering a golden age of cancer discoveries,” Lin said. He’s currently working on making early detection tests a routine part of annual health checks, letting doctors get ahead of cancer before it has a chance to take hold.

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L'espérance de vie dans le monde développé est plus élevée que jamais, mais la longévité a un coût. Si vous vivez au Royaume-Uni, il y a 50% de chances que vous développiez un cancer à un moment donné de votre vie. Mais selon Jimmy Lin, l'humble test de sang est sur le point de donner aux humains la main haute sur cette maladie mortelle.

"Le cancer est une maladie du vieillissement", Lin, généticien et directeur scientifique de l'oncologie à Natera, a déclaré à l'auditoire à WIRED2016. L'Organisation mondiale de la santé estime qu'il ya environ 14 millions de nouveaux cas de cancer chaque année, et prédit que ce chiffre doublera en 2050. Actuellement, huit millions de personnes sont tuées chaque année par la maladie.

En combinant l'intervention précoce avec une compréhension de la génomique du cancer, cependant, l'humanité pourrait être sur le point de lutter contre le cancer efficacement et à l'échelle. "Nous sommes à l'intersection de trois des révolutions les plus excitantes dans la thérapie du cancer", a déclaré Lin.

Avec ses collègues à l'Université John Hopkins, Lin a été parmi les premiers chercheurs à la séquence complète du génome des cellules cancéreuses. Comme le coût de la séquence génétique a chuté de dizaines de millions de dollars à seulement quelques centaines, les cliniciens commencent à comprendre plus précisément comment différents cancers prospèrent dans le corps.

La deuxième révolution, dit Lin, est la détection précoce. «Nous pouvons commencer à réfléchir sur les façons dont nous pouvons commencer à détecter l'ADN du cancer dans votre corps à des stades très précoces», at-il expliqué. Le sang est comme un système de vidéosurveillance pour le corps humain - chaque goutte contient des indicateurs à peine détectables qui donnent aux cliniciens des indices sur ce qui se passe dans différentes parties du corps.

Lin et son équipe ont développé des tests sanguins extrêmement sensibles qui peuvent détecter les premières traces de l'ADN du cancer dans le sang. Ses analyses de sang peuvent détecter une molécule de cancer se cachant parmi 10.000 autres molécules inoffensives. "S'il y a même moins d'un centimètre de cancer dans les poumons, nous pouvons le trouver", a déclaré Lin.

Le dépistage précoce joue un rôle déterminant dans la guérison du cancer. Si elle est détectée à un stade avancé, le cancer de l'ovaire tue 90 pour cent des femmes diagnostiquées avec la maladie. Attrapez-le dans la première étape, Lin dit, et que le taux de mortalité tombe à 20 pour cent.

La dernière clé de la révolution du traitement du cancer est de comprendre comment notre propre génétique nous rendre plus susceptibles de développer certains cancers. Plus nous savons quels gènes sont liés au cancer, plus nous pouvons cibler les tests de dépistage précoce chez les personnes à risque de développer la maladie.

"Nous sommes potentiellement entrer dans un âge d'or des découvertes de cancer", a déclaré Lin. Il travaille actuellement à faire des tests de dépistage précoce une partie de routine des contrôles de santé annuels, laissant les médecins devancer le cancer avant qu'il ait une chance de prendre prise.

Un échantillon de salive, un papier-buvard et 30 minutes : bientôt, c'est peut-être tout ce dont vous aurez besoin pour savoir si vous êtes atteints d'à peu près n'importe quelle maladie.

Ce scénario, qui semble tout droit sorti d'un film de science-fiction, est sur le point de devenir une réalité, selon des chercheurs de l'Université McMaster, à Hamilton.

Le secret est dans le papier. Un papier-buvard capable à lui seul de reproduire le travail de tout un laboratoire.

Voici comment ça fonctionne en 4 étapes.

Étape 1 : Prendre un échantillon de salive
Prendre un échantillon de salive ou de sueur Prendre un échantillon de salive ou de sueur Photo : CBC

« Chaque virus, maladie ou agent infectieux a sa propre signature génétique. Ils laissent donc une trace qu'il est possible d'identifier » explique le directeur du Biointerfaces Institute, John Brennan.

Le problème, c'est que le matériel génétique en question se retrouve en quantité si négligeable qu'un processus complexe est actuellement nécessaire pour l'interpréter. En gros, il faut parvenir à multiplier ces traces infimes d'ADN pour pouvoir savoir de quelle maladie il s'agit. Jusqu'à maintenant, il fallait l'expertise d'un laboratoire pour y arriver.

Étape 2 : Mettre la salive sur un papier buvard
Mettre une goutte de sueur ou de salive sur le papier buvard Mettre une goutte de sueur ou de salive sur le papier buvard

Le résultat peut se comparer à un simple test de grossesse. Le patient n'a qu'à mettre sur une bande de papier éponge une goutte de sueur ou de salive et le tour est joué.

Étape 3 : Attendre 30 minutes
John Brennan et Meng Liu du Biointerfaces Institute. John Brennan et Meng Liu du Biointerfaces Institute. Photo : CBC

Il suffit de 10 minutes à une demi-heure pour que le papier réagisse à la présence de l'ADN suspect. Jusqu'à maintenant, le test mis au point par les chercheurs de l'Université McMaster est parvenu à découvrir la signature génétique de l'hépatite C et de cellules cancéreuses mammaires.

En théorie, toute maladie, infection, virus ou bactérie dont le code génétique est connu peut être détecté de la même façon.

Étape 4 : Lire le résultat
Les résultats : bleu ou blanc Les résultats : bleu ou blanc Photo : CBC

Blanc est la couleur que vous voulez voir. Si la goutte laissée sur la languette devient bleue, c'est mauvais signe : vous êtes porteurs du matériel génétique suspect. Vous êtes malade.

Patience

« Il a fallu trois ans de recherches pour en arriver là » dit John Brennan, et il faudra encore être patient avant de voir ces tests faire leur entrée sur le marché.
« Il faut que tout soit approuvé par Santé Canada, ce qui implique des études cliniques et des contrôles de qualité. Il faut aussi trouver la meilleure façon de fabriquer et de vendre ce type de test, en plus de trouver quelle compagnie pourra le faire. »
— John Brennan, directeur du Biointerfaces Institute.

La bonne nouvelle, ajoute le scientifique, c'est que les languettes sont faciles à imprimer. L'appareil utilisé par le laboratoire de l'Université McMaster est capable d'imprimer à lui seul des milliers de tests par jour.

Avec des informations de CBC

Biomarkers, which allow diseases to be diagnosed and staged based on relatively non-invasive blood tests, have been identified for several types of cancers, but for most cancers remain elusive. Now, research conducted at the RIKEN Center for Life Science Technologies (CLST) in Japan and the Harry Perkins Institute of Medical Research in Australia has identified a large number of genes that are upregulated in many different types of cancer, opening the door for developing biomarker tests that could be used to detect cancers early, allowing for prompt treatment.

The study, published on November 9 in Cancer Research, made use of two different technologies. First, the team looked at data generated by CAGE technology that was developed at RIKEN as part of the FANTOM project. They examined RNA expression profiles of 225 cancer cell lines and 339 normal cells, and looked for differences in gene expression. They then supplemented this by looking at RNA sequencing data from 4,055 primary tumors and 563 healthy tissues from the Cancer Genome Atlas (TCGA) database, and crossed the two to identify changes that were found in both datasets.

According to Bogumil Kaczkowski of CLST, the first author of the paper, "Using the two different datasets allowed us to make use of the strengths of each. The TCGA data is complicated by the fact that tumor samples are composed of mixture of different cells, while the FANTOM5 CAGE data is from cells grown in cell culture where changes might arise from the culture process. By putting the two together and looking at changes found in both, we have been able to make a robust catalog."

Based on the work, the researchers were able to identify 128 markers that were consistently perturbed in both datasets in a variety of tumor types. Some of them, such as TOP2A and MKI67, are well-known targets as potential biomarkers. But thanks to the data from FANTOM5, they were also able to find a number of new markers including non-coding RNAs, RNAs derived from repetitive elements and enhancer elements that CAGE technology can identify. In particular, they found that a little known repetitive element called REP522, was upregulated in many cancers.

According to Piero Carninci, one of the leaders of the FANTOM5 consortium and an author of the paper, "The study shows that our CAGE (Cap-Analysis Gene Expression) technology is a powerful tool for cancer marker discovery at the promoter level. We found hundreds of promoters -- parts of the genome that initiate expression of a gene -- that are upregulated in cancer, and in particular, promoters that overlap with repetitive elements in the genome seem to be upregulated. This is an interesting insight into the development of cancer. We are especially interested in the REP522 element, and would like to determine what role it plays."

Carninci continues, "It is very rewarding to see that our basic science approach to mapping and understanding regulatory elements of the genome can be translated into discovery that can aid early cancer diagnosis. We hope that researchers will use our findings to identify markers for the many cancer types that currently have no useful markers. It may also be possible to target the genes we have identified as potential drug targets. These targets could potentially help many cancer patients as they are up-regulated in many different types of tumors."


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Les biomarqueurs, qui permettent que les maladies soient diagnostiquées et mises en évidence basées sur des tests sanguins relativement non-invasives, ont été identifiés pour plusieurs types de cancers, mais pour la plupart des cancers ils restent insaisissable. Maintenant, la recherche menée au Centre RIKEN pour Life Science Technologies (CLST) au Japon et l'Institut Perkins Harry de la recherche médicale en Australie a identifié un grand nombre de gènes qui sont régulés positivement dans de nombreux types de cancer, d'ouvrir la porte pour le développement de tests de biomarqueurs qui pourraient être utilisés pour détecter précocement les cancers, permettant un traitement rapide.

L'étude, publiée le 9 Novembre dans Cancer Research, a fait usage de deux technologies différentes. Premièrement, l'équipe a examiné les données générées par la technologie de cage qui a été développé au RIKEN dans le cadre du projet de FANTOM. Ils ont examiné les profils d'expression d'ARN de 225 lignes de cellules cancéreuses et de 339 cellules normales, et ont recherché des différences dans l'expression génique. Ils ont ensuite complétées cela en regardant les données de séquençage de l'ARN à partir de 4055 tumeurs primaires et 563 tissus sains de la base de données Cancer Genome Atlas (TCGA), et recoupé les deux pour identifier les changements qui se trouvent dans les deux ensembles de données.

Selon Bogumil Kaczkowski de CLST, le premier auteur de l'étude, «L'utilisation des deux ensembles de données différents nous a permis de rendre l'utilisation des forces de chacun. Les données TCGA est compliquée par le fait que des échantillons de tumeurs sont composées d'un mélange de cellules différentes, tandis que les données FANTOM5 CAGE est fait à partir de cellules cultivées en culture cellulaire où des changements pourraient survenir du processus de culture. En mettant les deux ensemble et en regardant les changements trouvés dans les deux, nous avons été en mesure de faire un catalogue robuste. "

Basé sur le travail, les chercheurs ont pu identifier 128 marqueurs qui ont été constamment perturbés dans les deux ensembles de données dans une variété de types de tumeurs. Certains d'entre eux, tels que TOP2A et MKI67, sont des cibles bien connus comme biomarqueurs potentiels. Mais grâce à des données de FANTOM5, ils étaient aussi en mesure de trouver un certain nombre de nouveaux marqueurs y compris des ARN non-codants, des ARN dérivés des éléments répétitifs et des éléments amplificateurs que la technologie CAGE a pu identifier. En particulier, ils ont constaté que un petit élément répétitif connu appelé REP522, a été régulée à la hausse dans de nombreux cancers.

Selon Piero Carninci, l'un des leaders du consortium FANTOM5 et un auteur de l'étude, «L'étude montre que notre technologie CAGE (Cap-analyse Gene Expression) est un outil puissant pour découvrir les marqueurs du cancer au niveau du promoteur. Nous avons trouvé des centaines de promoteurs - des parties du génome qui déclenchent l'expression d'un gène -. qui sont régulées à la hausse dans le cancer, et en particulier, les promoteurs qui se chevauchent avec des éléments répétitifs dans le génome semblent être régulés à la hausse. Ceci est un aperçu intéressant sur le développement de le cancer. Nous sommes particulièrement intéressés par l'élément de REP522, et on voudrait déterminer quel rôle il joue ".

Carninci continue, "Il est très gratifiant de voir que notre approche de la science fondamentale à la cartographie et à la compréhension des éléments de régulation du génome peut être traduit en découverte qui peut aider le diagnostic précoce du cancer. Nous espérons que les chercheurs vont utiliser nos conclusions pour identifier des marqueurs pour les nombreux types de cancer qui ont actuellement pas de marqueurs utiles. Il peut également être possible de cibler les gènes que nous avons identifiés comme cibles potentielles de médicaments. Ces objectifs pourraient potentiellement aider de nombreux patients atteints de cancer car ils sont régulés à la hausse dans de nombreux types de tumeurs. "

La détection précoce du cancer à portée de main

Diagnostiquer un cancer en insérant une simple goutte de sang dans un
appareil de petite taille : c'est le scénario sur lequel travaillent les chercheurs de l'EPFL. Dans le cadre d'un projet européen, ils ont élaboré un système de détection de la protéine HSP70, présente en large quantité dans le corps en cas de cancer. Objectif : un diagnostic très précoce et de meilleures chances de guérison.

La protéine de stress HSP70, marqueur des cancers de la prostate, du colon, de l'oesophage, des poumons et du cerveau, pourrait être traquée de manière
efficace par les médecins généralistes, pour l'établissement d'un diagnostic précoce.

Dans le cadre d'un projet européen appelé Spedoc, les chercheurs de l'EPFL sont
en train d'élaborer une plateforme de détection extrêmement sensible et facile
d'utilisation, de la taille d'une petite mallette. Sa commercialisation est prévue pour 2014.

Le concept? Il s'agit de prélever une goutte de sang sur un patient, puis de l'insérer dans une puce quadrillée de minuscules canaux. A l'intérieur de ces canaux figurent des structures circulaires en or (de l'ordre d'un millionième de millimètre), recouvertes d'anticorps. Leur mission : retenir la protéine HSP70, lors de son passage. Lorsque le sang circule dans ces canaux, la protéine reste donc accrochée aux nano-structures, qui ponctuent par milliers le chemin parcouru par le sang dans les canaux. Les scientifiques utilisent ensuite des techniques d'optique avancées pour évaluer le nombre de protéines accrochées aux structures métalliques. S'il apparaît que ces dernières sont surexprimées dans l'échantillon de sang, des analyses plus approfondies devraient être menées, afin de détecter l'existence éventuelle de cellules cancéreuses dans le corps.

De la lumière pour la détection

A l'EPFL, deux scientifiques ont uni leurs forces dans le cadre de ce projet. A la tête du Laboratoire de caractérisation du réseau biologique (LBNC), Sébastian Maerkl s'occupe de développer la puce microfluidique d'1cm2, parsemée de canaux de la taille d'un cheveu. Cette dernière est destinée à séparer les composants du sang, une fois qu'il a été prélevé sur le patient. Côté détection, il incombe à Olivier Martin, directeur du Laboratoire de nanophotonique et métrologie (NAM), de développer les nanostructures en or, ainsi qu'un processus d'identification de la protéine. «Notre technique consiste à illuminer les microcanaux à l'aide d'une lumière blanche. Dans le cas où une protéine est accrochée à une nano-structure, nous percevrons, lors de la réfraction de la lumière, de petits changements de longueur d'onde par rapport à la lumière initiale, c'est-à-dire des changements de couleur, qu'il est possible d'observer grâce à un spectromètre», explique-t-il. Sous l'effet de la lumière, les
électrons d'une nanoparticule de métal se mettent en effet à osciller de manière
collective. C'est ce qui s'appelle la résonance des plasmons de surface. Or cette vibration est différente selon qu'une nanostructure est accompagnée d'une protéine HSP70, ou seule. En mesurant ce qui se passe à l'interface des nanostructures, il est donc possible de détecter ou non la présence de protéine.» Un phénomène physique qui se produit uniquement lorsque les particules métalliques sont suffisamment petites. «La résonance est tellement sensible qu'il est possible de détecter la présence d'infimes quantités de molécules», ajoute le scientifique.

Utile pour les médecins généralistes

Rapide et non-invasive, la méthode Spedoc comporte l'avantage de pouvoir
remplacer les dispositifs coûteux, actuellement utilisés pour la détection de
marqueurs. Au point d'être bientôt accessible à tous? «L'entreprise espagnole
Cosingo, qui participe au projet, a déjà réalisé un prototype, mais de nombreux
progrès restent à faire», lance Olivier Martin. «A terme, les généralistes pourraient utiliser notre plateforme lors de leurs contrôles de routine, afin de détecter les débuts de cancers de manière extrêmement précoce.» Une révolution dans le monde de l'oncologie? Olivier Michielin, oncologue et professeur au Centre hospitalier universitaire vaudois (CHUV), nuance quelque peu. «Ce dispositif semble très intéressant. Mais si des taux élevés de HSP70 ont pu être mis en évidence dans différents types de cancers, la route reste toutefois longue jusqu'à l'utilisation de ce test en routine. Il faut en particulier faire la preuve que la détection précoce de HSP70 permet de changer la prise en charge clinique et amène un bénéfice réel au patient atteint d'une tumeur particulière.»

Le diagnostic précoce du cancer colorectal en une goutte de sang

http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/70615.htm

Les travaux de recherche de l'équipe du professeur Masaru YOSHIDA de la faculté de médecine de l'Université de Kobe ont récemment permis la mise au point d'une technique de diagnostic précoce du cancer colorectal à partir de l'analyse des composants moléculaires présents dans une goutte de sang.

Un biomarqueur est un paramètre biologique constituant un indicateur des processus normaux ou pathologiques chez un patient. Suscitant un intérêt croissant des établissements hospitaliers pour la détection de certains cancers, les biomarqueurs peuvent également renseigner sur les réactions de l'organisme face à certains traitements. De nombreuses compagnies pharmaceutiques ont également recours à la détection de biomarqueurs dans leur processus de développement de médicaments.

Les scientifiques du professeur YOSHIDA ont concentré leurs efforts sur l'étude du métabolome correspondant à l'ensemble des métabolites (intermédiaires chimiques, hormones, cytokines...) d'un organisme ou contenus dans un échantillon biologique. Dans ce but, des échantillons de sérum sanguin appartenant à un groupe de 60 personnes en bonne santé et de 60 patients atteints de cancer colorectal ont été analysés avec précision grâce à la technique très sensible de la chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse. Parmi l'ensemble des molécules contenues dans chaque échantillon, quatre acides aminés ont été retrouvés en quantité deux à trois fois plus importantes chez les patients atteints de ce cancer.

Un protocole de dosage spécifique de ces acides aminés a par la suite été mis au point par les chercheurs. L'efficacité de ce dosage permettrait une détection rapide des cancers colorectaux dans 85% des cas contre 10% avec les méthodes de diagnostic classiques. En outre, sa grande précision ne nécessiterait qu'une seule goutte de sang. D'après les chercheurs, la durée de l'examen pourrait être optimisée afin d'atteindre les 30 minutes pour un coût ne dépassant pas les 500 yens (5 euros environ). Un grand nombre d'entreprises de biotechnologies ont déjà pris contact avec les scientifiques qui espèrent développer dans les cinq prochaines années les premiers kits de diagnostic.

Le professeur YOSHIDA a également fait part de son intention de mettre au point d'autres techniques similaires de détection des cancers de l'estomac et du pancréas.

Vendredi 22 juin 2012


Il est maintenant possible de déceler la présence de cellules cancéreuses dans le sang par tests sanguins. Les chercheurs espèrent appliquer ces tests à tous les types de cancer.

Les travaux de l'Institut Curie ont été publiés par le Clinical Cancer Research et démontrent que pour la première fois il est possible de repérer dans le sang l'ADN tumoral (qui porte les cellules cancereuses). Cela a été possible sur des patients victimes d'un mélanome de l'oeil métatstatique.

C'est une avancée très importante dans le sens où le dépistage rapide du cancer permet un traitement plus efficace et de faire ainsi baisser la mortalité liée à cette maladie.

Les chercheurs espèrent pouvoir étendre ces tests à tout type de cancer. L'ADN tumoral ainsi mesuré permet d'évaluer la taille de la tumeur. Selon le chercheur Marc-Henri Stern : « La quantité de cet ADN était bien proportionnelle à la masse tumorale évaluée par imagerie par résonance magnétique (IRM) ».

Détecter un cancer grâce à une prise de sang sera peut-être envisageable d'ici quelques années. C'est en tout cas l'objectif de plusieurs chercheurs du CNRS, de l'Inserm et des universités de Strasbourg et de Paris-Descartes. En collaboration avec une équipe de scientifiques allemands et une société américaine, ils ont mis au point une technique pour déceler des traces d'ADN tumoral dans des liquides biologiques, comme le sang, l'urine et la lymphe.


Leur travail se base sur le constat suivant : lorsque les cellules tumorales meurent, elles délivrent leur contenu dans le milieu extracellulaire. "L'ADN mutant se retrouve alors dans les fluides biologiques, mais en très faible quantité, de l'ordre de 0,1 à 0,01 % de l'ADN déversé", explique Valérie Taly, biologiste du CNRS de Strasbourg. Jusqu'à présent, ces traces étaient impossibles à détecter.


La nouvelle technique ultrasensible développée par les chercheurs permet désormais de déceler des seuils d'ADN tumoral 20 000 fois inférieur à ce qu'on pouvait détecter auparavant. L'ADN est extrait du liquide biologique et réparti en gouttelettes microscopiques contenant chacune un seul gène cible. À l'aide de molécules fluorescentes, l'ADN sain se distingue de l'ADN tumoral. Un comptage des taches colorées permet ensuite de connaître la concentration en ADN mutant.


"Une réelle avancée technologique"

"C'est une réelle avancée technologique, se réjouit Pierre-Laurent Puig, chercheur à l'Inserm. Mais il faut encore travailler, creuser l'idée". Les équipes ont validé les tests sur un type de gène, le KRAS, dont l'expression favorise la survenue des cancers du poumon et du colon et vont maintenant travailler sur d'autres gènes en lien avec ces deux cancers. "La technique devrait ensuite être applicable à tous", avance Valérie Taly.


Les tumeurs, normalement difficiles à détecter avant l'apparition des premiers signes cliniques, pourraient être diagnostiquées à un stade précoce. La technique permettrait également de détecter les cas de récidive et de choisir le meilleur traitement à appliquer. "On pourra savoir à quel traitement le patient peut résister et à quelle chimiothérapie il sera sensible", explique Valérie Taly.


Après le succès en laboratoire, les chercheurs mettront en place un essai clinique dès cet été. Selon Valérie Taly, la validation sur des échantillons devrait durer de deux à cinq ans. La biologiste du CNRS voit déjà plus loin et vise une généralisation de la technique en clinique d'ici une dizaine d'années.

16 mai 2011

Cancer : un marqueur unique pour les dépister

Comment cibler des cellules cancéreuses quelle que soit leur origine ? Des chercheurs américains se sont penchés sur cette question et ont mis au point un concept de marqueur universel pouvant être introduit dans l'organisme via un virus herpès modifié. Les premiers résultats encourageants sont publiés dans la revue PloS ONE

Plus un cancer est détecté précocement, plus le patient a des chances importantes de guérison. Il est donc intéressant de développer des méthodes de diagnostic permettant de trouver les tumeurs au tout début de leur formation. D'où, l'idée de Timothy Cripe et de ses collègues de l'hôpital des enfants de Cincinnati (États-Unis), de trouver un moyen de faire sécréter aux cellules cancéreuses, et uniquement elles, un produit ou marqueur spécifique.

Ils ont ainsi modifié un virus de type herpès entraîné à pister les cellules tumorales, puis à les infecter afin de délivrer un matériel génétique engendrant la production d'un biomarqueur : une protéine fluorescente, l'enzyme Guassia luciferase.

Ils ont ensuite testé si leur système permettait de détecter plusieurs types de cancer (cellules malignes nerveuses, ostéosarcome, rhabdomyosarcosme et enfin sarcome d'Ewing) dans un premier temps in vitro, puis très vite sur des modèles murins.
Les premiers résultats sont plutôt positifs puisque dans 90 % des cas, ils ont pu diagnostiquer les cancers. Toutefois, un seul petit souci à surmonter qui perturbe leur système : la formation précoce d'anticorps par l'organisme pour lutter contre le virus herpès et l'enzyme synthétisée. D'autres études sont en cours. Les chercheurs espèrent développer très vite leur système afin de lancer un test clinique chez l'homme....

Identifier le plus rapidement possible la présence de cellules cancéreuses dans l’organisme joue un rôle important dans le succès des traitements anticancéreux. En ce sens, la mise au point de méthodes biochimiques permettant de détecter ces cellules anormales directement dans le sang des patients pourrait révolutionner notre approche face à cette maladie.

Détection précoce
Le cancer est une maladie sournoise, qui peut évoluer de façon silencieuse pendant plusieurs décennies avant de provoquer des symptômes cliniques. Malheureusement, lorsque ces symptômes se manifestent, la maladie a souvent atteint un stade avancé extrêmement difficile à traiter efficacement. Un des grands défis de l’oncologie est donc de détecter la présence de cellules cancéreuses le plus tôt possible de façon à maximiser les chances de survie des patients.


La détection précoce du cancer fait appel à la participation active autant de la population que du corps médical. Ainsi, chacun d’entre nous peut apprendre à être à l’affût des signes possibles de cancer (bosses suspectes, saignements anormaux, indigestions persistantes, plaies qui tardent à guérir, entre autres) et ainsi consulter rapidement les professionnels de la santé en cas de doute. Plusieurs cancers ne déclenchent cependant pas de tels signaux d’alarme et leur détection peut nécessiter un dépistage à l’aide d’un appareillage médical sophistiqué.

Un bon exemple est la mammographie, une technique par laquelle l’analyse du tissu mammaire aux rayons X permet la détection de tumeurs précoces, indétectables au toucher. Dans la même veine, le dépistage du cancer du col de l’utérus à l’aide du test de Papanicolaou (mieux connu sous le nom de « test Pap ») a permis de sauver de nombreuses vies. Pour toutes ces raisons, l’identification de nouveaux tests permettant de diagnostiquer le plus rapidement possible la présence d’un cancer représente depuis longtemps un axe de recherche très intense.

Une « biopsie liquide »
Le sang est sans doute le tissu qui offre le plus d’avantages pour une détection précoce du cancer : il est abondant, facile à prélever et il peut être analysé rapidement. Plus intéressant encore, plusieurs études ont montré que des cellules cancéreuses peuvent circuler dans le sang avant même que la tumeur ne soit détectée, ouvrant ainsi la porte à un diagnostic rapide et précoce du cancer.

Il s’agit cependant d’un défi de taille. Ces cellules cancéreuses circulantes sont présentes en infime quantité (moins de dix cellules par millilitres) et il est difficile de les distinguer d’autres cellules sanguines (comme les globules blancs) qui sont, elles, présentes en grandes quantités. Pour y arriver, des chercheurs américains ont développé une approche basée sur la propriété des cellules cancéreuses de contenir des protéines qu’on ne retrouve pas dans les autres cellules sanguines. Ce système, appelé CellSearchVR, permet de capturer sélectivement les cellules cancéreuses du sang en utilisant un anticorps qui se lie spécifiquement à la protéine EpCAM, exclusivement présente dans les cellules sanguines provenant de tumeurs solides. Ces cellules cancéreuses sont par la suite quantifiées à l’aide d’anticorps reconnaissant une autre classe de protéines spécifiques aux cellules cancéreuses circulantes, les cytokératines. Il a été montré que ce système permettait la détection de cellules cancéreuses dans le sang provenant de patients atteints du cancer, en particulier ceux du sein, de la prostate et du côlon. Cette technique est très sensible, car elle permet de détecter aussi peu qu’une ou deux cellules cancéreuses parmi les milliards de cellules sanguines présentes dans un échantillon.

Autrement dit, ce système est l’équivalent d’une « biopsie liquide » qui permettrait de détecter la présence d’un cancer à partir d’un simple échantillon sanguin. Plusieurs années de recherche seront nécessaires pour améliorer la fiabilité et la reproductibilité de la méthode. Cependant, on peut d’ores et déjà considérer que, d’ici quelques années, ce test fera partie de nos bilans médicaux de routine et permettra ainsi de diagnostiquer la présence de tumeurs à un stade précoce, beaucoup plus sensibles aux traitements anticancéreux.

Dans moins de deux ans, les hôpitaux du Québec pourraient offrir un test sanguin capable de dépister des cancers, et ce, avant même qu’ils ne soient décelés par d’autres technologies, comme la mammographie, la coloscopie et d’autres tests d'imagerie médicale. C’est le géant pharmaceutique Johnson & Johnson qui fera la commercialisation de ce produit, capable de déceler les cellules cancéreuses dans le sang et d’en faire le suivi dans le temps. De l’avis du professeur Michel L. Tremblay, directeur du Centre Goodman de recherche sur le cancer de l'Université McGill, un pareil test aurait beaucoup de potentiel, il ne reste qu’à savoir si son coût le rendra accessible au plus grand nombre.

Une grande firme pharmaceutique américaine a annoncé hier qu’elle s’attelait à la mise en œuvre d’un test de détection des cellules cancéreuses par analyse du sang, en collaboration avec les scientifiques inventeurs du procédé.

Un test sanguin capable de déceler une seule cellule cancéreuse parmi un milliard de cellules saines : voici ce qu’ont inventé le Dr. Daniel Haber, directeur du Centre de cancérologie du Massachusetts General Hospital, et ses collègues, et ce que le géant pharmaceutique Johnson & Johnson a décidé de finaliser industriellement. Quatre grands centres de cancérologie vont travailler cette année sur ce test expérimental.

A l’origine, ce procédé de détection des cellules cancéreuses égarées dans le sang – signes d’une tumeur en développement – devait surtout permettre aux praticiens d’évaluer l’efficacité des traitements sur chaque patient dans les cas de cancer du sein, de la prostate, du colon ou des poumons : "Si l’on pouvait dire : ‘ce médicament marche, gardons-le’ ou bien ‘celui-ci ne marche pas, essayons autre chose’, ce serait un progrès énorme", explique le Dr Haber.

Un test qui éviterait au patient de pénibles prélèvements de tissus et qui pourrait permettre un meilleur suivi que les scans d’imagerie médicale périodiques. Une alternative, donc, en termes d’examens en cancérologie, aux mammographies, coloscopies et autres méthodes – loin d’être idéales – utilisées actuellement. "C’est comme une biopsie liquide", conclut le Dr Haber.

Agence France-Presse
Washington

Un simple test sanguin pourrait permettre de détecter le cancer du poumon aux premiers stades de son développement avec une exactitude sans précédent, selon une étude présentée lundi.

Ce test se base sur les signatures génétiques du cancer dans les cellules des globules blancs du patient plutôt que sur des marqueurs chimiques de la tumeur dans son sang, explique le Dr Anil Vachani de l'Université de Pennsylvanie, principale auteur de ces travaux, dans un communiqué.

«Nous avons découvert que les types de gènes présents dans ces cellules (du système immunitaire) pouvaient nous indiquer si le cancer était ou pas présent», ajoute-t-elle.

Pour vérifier la fiabilité de ce test, ces chercheurs ont recruté 44 patients atteints d'un cancer du poumon aux tous premiers stades et un groupe de contrôle de 52 sujets comparables en terme d'âge, de sexe, de race et aussi du fait qu'ils étaient fumeurs ou non-fumeurs.

Ces chercheurs ont ensuite utilisé un éventail de caractéristiques génétiques afin de déterminer les meilleures cibles pour détecter la présence d'un cancer du poumon.

Les auteurs de l'étude ont déterminé qu'un groupe de 15 gènes pouvaient révéler la présence d'un cancer émergent dans 87% des cas.

Comparativement, «un examen avec un scanner a permis de seulement détecter des nodules dans 20 à 60% des sujets», souligne le Dr Anil Vachani.

Elle note que le taux élevé de faux résultats positifs des tests actuels force souvent le patient à être soumis à une batterie de tests comme des biopsies.

«Si ce dernier test sanguin pouvait être mis au point pour être utilisé à grande échelle, il pourrait permettre d'éviter tous ces contre-tests», selon le Dr Vachani dont les travaux seront présentés mardi 20 mai à la conférence de l'American Thoracic Society qui se tient à Toronto (Canada).

Des oncologues de l'Université de Nottingham, en Angleterre, ont découvert une protéine du système immunitaire qui pourrait donner un signal précoce du cancer du poumon.

C'est l'un des rares cancers dont le pronostic ne s'est pas vraiment amélioré dans les dernières décennies, parce qu'il se développe lentement et qu'il est souvent à un stade trop avancé quand le diagnostic est posé.

Les chercheurs ont examiné la présence de sept anticorps liés à différents cancers dans le système immunitaire de 10 patients atteints de différents stades du cancer du poumon. Les taux étaient très élevés, alors qu'ils sont très bas chez les gens en bonne santé.

L'équipe fera un nouveau test avec un nombre plus important de patients, afin de mettre au point un test sanguin.