Le cancer est l'une des principales causes de décès dans le monde et son taux de survie a été significativement plus élevé lorsqu'il est diagnostiqué à un stade précoce, avant les métastases. Pendant les métastases, une croissance secondaire est amorcée par les cellules tumorales circulantes (CTC) qui se sont excrétées de la tumeur primaire dans la circulation sanguine pour propager le cancer. Une équipe de chercheurs en génie de NYU Abu Dhabi, dirigée par le professeur adjoint de génie mécanique et biomédical de NYUAD, Mohammad A. Qasaimeh, a développé une plateforme microfluidique compatible avec les procédures de pointe de la microscopie à force atomique (AFM).
La plate-forme développée est utilisée pour capturer des CTC à partir d'échantillons sanguins de patients atteints de cancer de la prostate, suivie par des caractérisations mécaniques AFM des CTC, à l'échelle nanométrique, à la recherche de nouveaux biomarqueurs métastatiques.
Bien que le cycle de vie général des CTC soit quelque peu reconnu, la durée de vie et les interactions des CTC pendant leur circulation dans le sang sont encore inconnues. Les CTC sont très rares et difficiles à isoler de l'arrière-plan de milliards de cellules sanguines saines, et donc leurs phénotypes biologiques et mécaniques doivent encore être explorés.
Le nouvel outil développé permet l'isolement et la caractérisation des CTC et détient ainsi le potentiel d'aider à la détection précoce du cancer. Il peut également être utilisé comme un outil pour suivre et surveiller plus efficacement la progression du cancer et les métastases.
Dans l'article intitulé AFM-compatible Microfluidic Platform for Affinity-based Capture and Nanomechanical Caractérization of Circulating Tumor Cells publié dans le Microsystèmes et nanotechnologie revue, les chercheurs ont présenté la technologie microfluidique qu'ils ont développée pour séparer les CTC des échantillons de sang pour une analyse plus approfondie. Les CTC ont été isolés d'autres cellules sanguines en notant les différences d'affinité avec différents anticorps monoclonaux. L'outil développé est une plate-forme combinée microfluidique-AFM, où les analyses AFM peuvent être suivies pour étudier l'élasticité et les propriétés adhésives des cellules cancéreuses CTC capturées.
Les CTC représentent un biomarqueur pour la détection, le diagnostic et le pronostic du cancer. Lorsque les CTC se propagent dans la circulation sanguine, en utilisant leurs caractéristiques découvertes, ils peuvent être éliminés par une procédure de biopsie liquide. Les CTC isolés peuvent être potentiellement utilisés pour les tests de médicaments et le profilage moléculaire pour les thérapies de précision contre le cancer. Bien moins invasives qu'une biopsie tissulaire traditionnelle, les procédures de biopsie liquide ont le potentiel de remplacer les biopsies tissulaires traditionnelles dans un avenir proche et peuvent être effectuées dans des cliniques ou des pharmacies locales.
« Nous pensons que cette plateforme pourrait constituer un outil potentiellement très puissant pour le diagnostic et le pronostic du cancer, en identifiant les phénotypes mécaniques et biologiques des CTC au niveau unicellulaire », a déclaré Mohammad A. Qasaimeh.
Avec de légères personnalisations, la plateforme peut également être adaptée à d'autres types de cancers dont le sein et le poumon. «
Muhammedin Deliorman, premier auteur de l'étude et chercheur scientifique en ingénierie à NYUAD
Les auteurs espèrent qu'en utilisant l'outil développé, les propriétés nanomécaniques des CTC capturés pourraient aider à l'avenir à identifier les phénotypes agressifs des CTC cancéreux pour développer des thérapies plus efficaces.
La source:
Référence de la revue:
Deliorman, M., et al. (2020) Plateforme microfluidique compatible avec l'AFM pour la capture basée sur l'affinité et la caractérisation nanomécanique des cellules tumorales circulantes. Microsystèmes et nanotechnologie. doi.org/10.1038/s41378-020-0131-9.
