Les diagnostics de cancer nécessitent traditionnellement des procédures invasives ou à forte intensité de main-d'œuvre telles que les biopsies tissulaires. Maintenant, des recherches publiées dans ACS Science centrale révèle une méthode qui utilise la lumière infrarouge pulsée pour identifier les profils moléculaires dans le plasma sanguin qui pourraient indiquer la présence de certains cancers communs. Dans cette étude de preuve de concept, le plasma sanguin de plus de 2 000 personnes a été analysé pour relier les schémas moléculaires au cancer du poumon, en extrapolant une «empreinte digitale du cancer» potentielle.
Le plasma est la partie liquide du sang, épuisée de toute cellule. Il porte diverses molécules telles que les protéines, les métabolites, les lipides et les sels dans tout le corps. Certaines molécules transportées par le plasma sanguin indiquent des problèmes de santé potentiels. Par exemple, des niveaux inhabituellement élevés d'antigène spécifique à la prostate sont utilisés pour dépister le cancer de la prostate. Théoriquement, un test médical qui mesure un large éventail de molécules pourrait identifier un modèle spécifique à différents cancers, conduisant à des diagnostics plus rapides et à des coûts réduits. Pour rechercher des schémas chimiques révélateurs de cancer, Mihaela Žigman et ses collègues ont testé une technique appelée empreinte digitale moléculaire en champ électrique qui utilise la lumière infrarouge pulsée pour profil les mélanges moléculaires complexes dans le plasma sanguin.
Premièrement, les chercheurs ont utilisé la technique des empreintes digitales moléculaires en champ électrique pour envoyer des éclats ultra-courts de lumière infrarouge à travers le plasma. Ils ont analysé les échantillons de 2 533 participants à l'étude, y compris des personnes atteintes d'un cancer des poumons, de la prostate, du sein ou de la vessie et ceux sans cancer. Pour chaque échantillon, ils ont enregistré le motif de lumière émis par les mélanges moléculaires dans le plasma – appelé «empreinte digitale moléculaire infrarouge».
En utilisant ces modèles complexes de personnes atteintes de cancer et sans cancer, les chercheurs ont enseigné à un modèle d'apprentissage automatique pour identifier les signatures moléculaires associées aux quatre types de cancer. Le modèle informatique a été testé sur un sous-ensemble distinct des échantillons des participants pour voir dans quelle mesure le modèle pouvait fonctionner sur les données de test invisibles. La technique analytique a démontré un niveau de précision convaincant (jusqu'à 81%) dans la détection des signatures infrarouges spécifiques au cancer du poumon et les différencier des échantillons témoins obtenus auprès d'individus sans cancer. Cependant, les performances du modèle informatique avaient des taux de réussite inférieurs à la détection des trois autres cancers. À l'avenir, les chercheurs visent à développer et à tester l'approche pour identifier des types de cancer supplémentaires et d'autres problèmes de santé.
Les empreintes digitales moléculaires infrarouges à base de laser détectent le cancer, démontrant son potentiel de diagnostic clinique. Avec d'autres développements technologiques et une validation indépendante dans des études cliniques suffisamment propulsées, il pourrait établir des applications généralisables et se traduire dans la pratique clinique – faire progresser la façon dont nous diagnostiquons et dépistons le cancer aujourd'hui. «
Mihaela Žigman
