Des chercheurs de l'Université Sechenov et leurs collègues australiens ont utilisé la technologie microfluidique pour développer un dispositif capable d'isoler les cellules cancéreuses de l'urine de patients atteints d'un cancer de la prostate. L'étude a montré une sensibilité et une spécificité élevées de la nouvelle méthode de diagnostic du cancer de la prostate. Les résultats obtenus ont été publiés dans Cancers.
Le cancer de la prostate est le deuxième type de cancer le plus fréquent chez les hommes: en 2018, environ 1,27 million de nouveaux cas ont été enregistrés, près de 360 000 patients sont décédés. Il n'est pas facile d'obtenir une baisse significative du taux de mortalité car il n'existe pas de méthode de diagnostic suffisamment précise ou pratique pour détecter la maladie à un stade précoce.
De nos jours, deux méthodes sont généralement utilisées pour prouver le diagnostic: le test sanguin de l'antigène spécifique de la prostate (PSA) et la biopsie tissulaire – prélèvement d'échantillons de tissus pour analyse. Ces deux méthodes présentent des inconvénients importants. Le test sanguin n'est pas suffisamment spécifique et peut produire des résultats faussement positifs car le taux de PSA augmente non seulement en cas de cancer de la prostate mais également lors d'autres maladies de la glande prostatique. La biopsie tissulaire est un examen invasif qui peut provoquer des effets secondaires indésirables tels que des saignements locaux et des infections. En outre, comme l'ont montré des études antérieures, la sensibilité de la biopsie du sang liquide (isolement des cellules cancéreuses) est plutôt faible en raison du faible niveau de cellules dans le sang. Ainsi, les scientifiques suggèrent une alternative qui est une biopsie d'urine liquide: la prostate est étroitement liée à l'urètre et les cellules cancéreuses sont lavées pendant la miction.
Comme nous l'avons montré, en testant cette technique, nous avons réussi à collecter 85 (± 6)% du nombre total de cellules cancéreuses de la prostate ainsi qu'à isoler les cellules de l'urine de 86% des patients atteints d'un cancer localisé à un stade précoce. Maintenant, nous essayons d'optimiser la méthode pour améliorer son efficacité, sa spécificité et sa sensibilité pendant que la technologie elle-même passe par le processus de brevet. »
Alexey Rzhevskiy, chercheur associé à l'Institut de médecine moléculaire, Université Sechenov
Pour isoler les cellules du liquide, les chercheurs ont développé une puce microfluidique – un appareil en polymère avec un mince canal en spirale, fourchu à une extrémité et trois trous: un pour l'urine et deux pour la séparation des cellules. La puce est conçue de telle sorte que les cellules cancéreuses qui sont plus grandes que les autres se déplacent vers la paroi intérieure du canal et la laissent à travers l'un des trous tandis que les cellules plus petites et plus légères se rassemblent le long de la paroi extérieure et sortent par l'autre trou. Cet effet est provoqué par l'action conjointe de plusieurs forces centrifuges.
Les scientifiques ont étiqueté les cellules collectées avec des anticorps fluorescents – des molécules capables de briller tout en absorbant la lumière d'une certaine longueur d'onde. Les chercheurs ont examiné les cellules cancéreuses avec les anticorps au microscope à fluorescence et mesuré l'intensité de la lumière émise: si elle dépassait le seuil calculé, les scientifiques ont conclu que ces cellules étaient cancéreuses.
Les auteurs ont testé le dispositif en utilisant une solution saline avec le nombre connu de cellules (dans des études pilotes) et les échantillons d'urine de volontaires sains et de patients atteints du cancer de la prostate. Au cours des expériences pilotes, la puce a isolé de 80 à 90% des cellules cancéreuses. Les tests avec les échantillons d'urine ont également été plutôt réussis: ils ont détecté la maladie chez 12 des 14 patients atteints de cancer et ont confirmé la santé de 11 des 14 volontaires sains.
L'étude a été menée par le groupe scientifique sous la direction de Majid Ebrahimi Warkiani, professeur agrégé à l'Université de technologie de Sydney, et Andrei Zvyagin, chef du département de génie biomédical, Université Sechenov.
