Coincé entre l'estomac et la colonne vertébrale, le pancréas supervise à la fois la digestion et la glycémie dans le corps. C'est également le siège d'un cancer agressif appelé adénocarcinome canalaire pancréatique, ou PDAC.
Le PDAC est le type de cancer du pancréas le plus courant, la troisième cause de décès par cancer aux États-Unis. Il est difficile à détecter et récidive environ 70 % du temps après le traitement. Seulement 13 % des personnes diagnostiquées survivent plus de cinq ans.
Une équipe de chirurgiens, d'anesthésiologistes et d'ingénieurs de l'Université de l'Illinois à Chicago étudie comment la lidocaïne, un anesthésique local courant, affecte les cellules cancéreuses du pancréas libérées dans la circulation sanguine pendant une intervention chirurgicale. Leur dernière avancée évalue une méthode de capture de ces cellules indésirables et est publiée dans la revue Laboratoire sur puce.
J'espère vraiment que les résultats de cette étude pourront aider nos patients. L’idée selon laquelle la lidocaïne, utilisée pour soulager la douleur depuis plus de 65 ans, pourrait atténuer les métastases et affecter favorablement les résultats pour les patients est hautement innovante. »
M. Gina Votta-Velis, professeur d'UIC d'anesthésiologie au Collège de Médecine et chercheur principal
En 2018, Votta-Velis a reçu une subvention de l'American Society of Regional Anesthesia and Pain Medicine pour ce projet. Les cellules tumorales circulantes sont des cellules cancéreuses qui se détachent de la tumeur – souvent lors d'une opération d'ablation de la tumeur – et s'échappent dans la circulation sanguine. Les patients présentant des cellules tumorales circulantes plus agressives dans leur sang ont un pronostic plus sombre et des taux de récidive plus élevés.
Votta-Velis a déclaré que les patients doivent se remettre de la chirurgie avant de commencer la chimiothérapie. Durant cette période, les cellules tumorales circulantes, ou CTC, peuvent se déplacer dans tout le corps et engendrer de nouvelles tumeurs. Mais des études préliminaires in vitro ont montré que la lidocaïne peut empêcher les cellules de sortir de la circulation sanguine, les piégeant plutôt pour qu'elles soient naturellement nettoyées par notre système immunitaire.
« Les CTC sont les germes des métastases », a-t-elle déclaré. « Si nous pouvons les détecter et diminuer leur agressivité grâce à la perfusion de lidocaïne, nous pourrions réduire le risque de processus métastatique. »
Parce que les cellules tumorales en circulation sont rares, les isoler pourrait signifier retirer 30 à 40 cellules des milliards présents dans notre circulation sanguine – tout comme retirer une aiguille d’une botte de foin. C'est pourquoi Votta-Velis s'est associé à Ian Papautsky, affilié au centre de lutte contre le cancer de l'Université de l'Illinois, à l'UIC Richard et au professeur Loan Hill de génie biomédical au College of Engineering. Il se spécialise en microfluidique : comment de petites quantités de fluides, comme le sang, circulent dans de minuscules canaux.
Sa contribution au projet est un petit dispositif microfluidique, fabriqué à partir de verre et de plastique, mesurant seulement quelques centimètres de long et contenant des canaux à peine plus larges qu'une mèche de cheveux. L'appareil isole les cellules cancéreuses de l'échantillon de sang d'un patient en fonction de leur taille – un processus appelé biopsie liquide.
« Les CTC sont généralement plus gros que les globules blancs, qui sont eux-mêmes plus gros que les globules rouges. Les cellules cancéreuses ont également tendance à être plus molles et plus malléables », a déclaré Papautsky. « Lorsque nous mettons le sang dans cet appareil, nous pouvons filtrer les CTC sans modifier ni endommager les cellules. »
En 2019, l'équipe de Papautsky a démontré que cette méthode permet de détecter les cellules cancéreuses avec une précision de 93 %. Cette fois, les chercheurs ont comparé la méthode de Papautsky à un outil disponible dans le commerce appelé EasySep, qui sépare les cellules magnétiquement. Papautsky a déclaré que la séparation magnétique peut être dure et parfois détruire les cellules qu'elle tente de capturer.
Les chercheurs ont testé les deux systèmes – EasySep et leur méthode originale – avec des échantillons de sang provenant de patients atteints d'un cancer du pancréas. Ils ont découvert que la méthode de Papautsky récupérait huit fois plus de cellules cancéreuses et traitait les échantillons de sang plus rapidement, en seulement 20 minutes.
« Le succès de cette méthode est très important pour les cancers asymptomatiques comme le cancer du pancréas, où une prise de sang peut être le seul moyen de diagnostiquer tôt », a déclaré Papautsky.
Le Dr Pier Giulianotti, co-investigateur et chef de division de chirurgie générale, mini-invasive et robotique à la Faculté de médecine, a déclaré que cette découverte ouvre la porte à la prochaine génération de traitements médicaux personnalisés.
« La science repose sur de petites étapes », a déclaré Giulianotti, expert de renommée mondiale dans le traitement chirurgical des tumeurs malignes du cancer hépatobiliaire du pancréas. « Et c'est une très bonne étape. La plupart des cancers malins chez l'homme se propagent par la circulation sanguine. Comprendre comment les cellules cancéreuses sont libérées dans la circulation sanguine et être capable de contrôler ce processus est très, très important. »
Parmi les autres chercheurs de l'UIC figurent Céline Macaraniag, Ifra Khan, Alexandra Barabanova, Valentina Valle et Alain Borgeat. Jian Zhou du Rush University Medical Center est co-auteur.
