Le Dr Min-young Lee et le Dr Sung-gyu Park de la division de recherche sur les matériaux biologiques et de santé avancés du KIMS ont développé une technologie capable de détecter les gènes mutants du cancer dans le sang avec la sensibilité la plus élevée au monde de 0,000000001 % basée sur des nanomatériaux plasmoniques pour l'amplification du signal optique. L'équipe a testé des échantillons de sang de patients atteints d'un cancer du poumon (stades 1 à 4) et d'individus sains pour détecter les mutations de l'EGFR et a obtenu une précision diagnostique de 96 %.
Les technologies d'analyse génétique utilisées jusqu'à présent présentaient une faible sensibilité analytique pour détecter les gènes mutés par rapport aux gènes normaux, ce qui rendait difficile le diagnostic précis des patients atteints d'un cancer à un stade précoce. De plus, il était difficile d'établir une stratégie de traitement rapide et de l'appliquer aux tests de dépistage en raison du coût élevé, du temps d'analyse long et de la nécessité d'un équipement spécial. Pour surmonter ces défis, l'équipe de recherche a développé une technologie d'analyse à faible coût qui peut analyser diverses mutations cancéreuses dans la région du gène cible en une heure avec une sensibilité ultra-élevée de 0,000000001 %. Cette technologie bénéficie du niveau de sensibilité le plus élevé au monde, qui est 100 000 fois meilleur que le niveau le plus élevé de 0,0001 % parmi les technologies rapportées, et grâce à cela, la possibilité d'un diagnostic précoce a été confirmée en utilisant le sang de patients atteints d'un cancer du poumon.
Cette technologie combine une technologie de nanomatériaux qui améliore considérablement le signal de fluorescence et une conception d'amorce/sonde qui supprime le signal de fluorescence des gènes normaux, amplifiant uniquement le signal de fluorescence des gènes mutants du cancer. En effet, la détection précise de très petites quantités de gènes cancéreux mutés nécessite non seulement une technologie d'expression de signal fluorescent puissant, mais également une discrimination précise des signaux fluorescents fins. L'équipe a fabriqué une biopuce sous la forme d'un microarray capable de détecter simultanément trois gènes mutants de l'EGFR (délétion, insertion et mutations ponctuelles) sur un substrat plasmonique composé de nanostructures d'or tridimensionnelles à haute densité. Après avoir évalué les performances cliniques de 43 patients atteints de cancer du poumon au pays (stades 1 à 4) et de 40 groupes normaux, une sensibilité clinique de 93 % pour les patients atteints de cancer du poumon et une spécificité clinique de 100 % pour le groupe normal ont été confirmées.
Cette technologie peut jouer un rôle important non seulement dans le diagnostic précoce et la détection de la récidive du cancer, mais aussi dans le suivi de l'efficacité du traitement et l'établissement de plans de traitement personnalisés. En outre, la biopsie liquide utilisant du sang est possible comme alternative à la biopsie chirurgicale des tissus, réduisant ainsi la charge pour les patients et simplifiant le processus d'examen. Elle peut également servir de test de dépistage régulier, améliorant ainsi la qualité de la gestion et du traitement du cancer.
« Parce qu'il est capable de détecter de manière exhaustive diverses mutations cancéreuses avec le plus haut niveau de sensibilité ultra-élevée au monde, il peut devenir un acteur de premier plan sur le marché du diagnostic précoce du cancer et du suivi du traitement/récidive. Nous espérons que cela améliorera considérablement le taux de survie et la qualité de vie des patients atteints de cancer. »
Min-young Lee, chercheur principal
Cette recherche a été financée par le projet de développement de la technologie des nanomatériaux du ministère des Sciences et des TIC (hébergé par l'Institut coréen des sciences des matériaux). De plus, les résultats de la recherche ont été publiés en ligne le 26 juin dans la revue universitaire de renommée mondiale « Small Science » (IF : 11.1, premier auteur Dr Ji-young Lee) et ont également été sélectionnés comme article de couverture (couverture intérieure). Actuellement, l'équipe de recherche mène un développement élargi de la technologie de diagnostic précoce pour divers cancers, tels que le cancer du poumon, le cancer du côlon, le cancer du sein et le cancer du pancréas, et recherche des sociétés de transfert de technologie pour la commercialisation.
