La biopsie liquide avec analyse de modification de l'ARN détecte le cancer colorectal à un stade précoce avec une précision de 95 %

Les biopsies liquides sont des examens qui recherchent des signes de cancer à partir d'une simple prise de sang. Contrairement aux biopsies traditionnelles, qui nécessitent le prélèvement d'un fragment de tissu, une biopsie liquide recherche généralement des mutations, ou des modifications, dans des fragments d'ADN de cellules cancéreuses circulant dans le sang.

Bien que les biopsies liquides représentent un moyen prometteur et non invasif de détecter et de surveiller le cancer à mesure qu’il progresse, elles ne sont pas aussi sensibles et précises aux premiers stades de la maladie.

Des scientifiques de l’Université de Chicago ont développé un test de biopsie liquide plus sensible qui utilise l’ARN au lieu de l’ADN pour détecter le cancer.

En utilisant des échantillons de sang de patients atteints de cancer colorectal, le test a pu détecter les premiers stades de la maladie avec une précision de 95 %, surpassant ainsi considérablement les méthodes de test non invasives commerciales existantes.

Difficultés de diagnostic précoce

Lorsque les cellules tumorales meurent, elles se fragmentent et libèrent des fragments de matériel génétique dans la circulation sanguine. Les biopsies liquides standard s'appuient sur cet ADN flottant, appelé ADN acellulaire circulant (ADNcf), pour détecter le cancer.

Cependant, aux premiers stades de la maladie, lorsque les cellules tumorales sont encore en croissance et en multiplication actives, il y a très peu de cfDNA dans le sang.

« Cela a été un problème majeur pour la détection précoce. Il n'y a tout simplement pas assez d'ADN tumoral dans le sang », a déclaré Chuan He, PhD, professeur émérite de chimie et professeur de biochimie et de biologie moléculaire à l'Université de Chicago.
« Cela a été un problème pour nous tous pour détecter précocement le cancer colorectal, nous avons donc décidé d'utiliser l'ARN. »

Le Dr He est l'auteur principal de l'étude « Les modifications de l'ARN acellulaire dérivé du microbiome dans le plasma permettent de distinguer les échantillons de cancer colorectal », publiée dans Nature Biotechnology.

Pourquoi l'ARN?

L'ARN est une forme intermédiaire du code génétique qui copie et exécute les instructions de l'ADN pour fabriquer les protéines nécessaires aux cellules. Le test ARN est un bon indicateur de l'activité génétique, car sa présence signifie que les cellules travaillent activement et fabriquent des protéines.

Pour la nouvelle étude, les étudiants diplômés Cheng-Wei Ju et Li-Sheng Zhang, ancien chercheur postdoctoral dans le laboratoire de He (aujourd'hui professeur à l'Université des sciences et technologies de Hong Kong), ont commencé à étudier la possibilité d'utiliser l'ARN acellulaire circulant (cfRNA) au lieu du cfDNA pour le diagnostic et la détection du cancer.

Étudier le microbiome

L'étude a montré que nous pouvions non seulement mesurer les modifications de l'ARNcf des cellules humaines, mais aussi détecter l'ARN des microbes intestinaux. Des milliards de bactéries cohabitent avec nous dans notre système digestif, et leur activité change également en présence d'un cancer.

« Nous avons constaté que l'ARN libéré par les microbes présentait des différences significatives entre les patients atteints de cancer et les personnes en bonne santé », a déclaré le Dr He.
« Dans l'intestin, lorsqu'une tumeur commence à se développer, le microbiome environnant se réorganise en réponse à l'inflammation, ce qui affecte les microbes environnants. »

La population du microbiome se renouvelle beaucoup plus rapidement que celle des cellules humaines, un plus grand nombre de cellules mourant et libérant des fragments d'ARN dans la circulation sanguine. Cela signifie qu'un test mesurant les modifications de l'ARN microbien pourrait détecter une éventuelle activité tumorale bien plus tôt que les tests basés sur l'ADN des cellules tumorales humaines.

Résultats

• Les tests commerciaux existants qui mesurent l’ADN ou l’ARN dans les selles sont précis à environ 90 % dans les cancers à un stade avancé, mais leur précision tombe en dessous de 50 % dans les stades précoces.

• Un nouveau test basé sur les modifications de l’ARN a montré une précision globale de près de 95 %, y compris une grande précision dans les premiers stades du cancer.

« C'est la première fois que les modifications de l'ARN sont utilisées comme biomarqueur potentiel du cancer, et elles se sont avérées beaucoup plus fiables et sensibles que la mesure des taux d'ARN », a déclaré le Dr He.
« La capacité à détecter le cancer à ces stades précoces est sans précédent. »