Traitement du cancer du sein avec des nanoparticules d'or

Joseph Irudayaraj, professeur d'ingénierie agricole et biologique, et son équipe de chercheurs de l'université de Purdue ont mis au point une méthode qui permettra de détecter la présence de cellules cancéreuses dans l'organisme et même d'en mesurer la quantité. La méthode utilise de très petites particules d'or (plus de mille fois plus petites que la largeur d'une mèche de cheveux humains) qui ont des queues d'ADN synthétique.

Ces particules d'or se lient aux variantes d'épissage de l'ARN messager BRCA1. Il s'agit de fragments ou de morceaux de matériel génétique qui peuvent indiquer la présence de cellules cancéreuses et le stade du cancer du sein. BRCA1 est un gène qui supprime les tumeurs. Il peut toutefois rendre une cellule cancéreuse dans certaines conditions. Si ce gène est exprimé dans des quantités inférieures à la normale, cela indique la possibilité d'un cancer du sein.

Irudayaraj a fait équipe avec Kyuwan Lee, qui était à l'époque son assistant de recherche diplômé, et a d'abord conçu les nanoparticules d'or. Elles ont ensuite marqué des brins d'ADN correspondant aux variantes d'épissage de l'ARNm BRCA1. Ces nanoparticules se fixent aux deux extrémités des variantes d'épissage de l'ARNm lorsqu'elles sont injectées dans une cellule.

Pour déterminer le nombre réel de variantes d'épissage de l'ARNm (ARN messager) présentes dans une cellule, ils utilisent une lumière sur les nanoparticules d'or. Celle-ci brille différemment en fonction de l'activité de l'autre. Une nanoparticule d'or seule (appelée monomère) apparaît en vert lorsque la lumière est braquée sur elle, mais lorsqu'une paire de nanoparticules d'or se lie à une variante d'épissage de l'ARNm (appelée dimère), elle apparaît en rouge.

Les deux particules diffusent la lumière différemment. En étudiant ces motifs, les chercheurs ont pu faire la différence entre les deux. La spectroscopie, une mesure de la façon dont la lumière se diffuse lorsqu'elle rencontre un objet, est l'une des méthodes utilisées. Une autre méthode utilisée est l'image colorimétrique qui montre les différentes couleurs des particules. L'ensemble du processus peut prendre environ 30 minutes.

Les méthodes actuelles de diagnostic du cancer utilisent des échantillons constitués de centaines, voire de milliers de cellules. Cela ne fournit pas suffisamment d'informations sur la façon dont les gènes impliqués dans le cancer sont produits au niveau le plus bas, dans les cellules. Les variantes d'épissage donnent des détails spécifiques sur les protéines exprimées.

Irudayaraj est toutefois en train de modifier le processus pour le rendre plus rapide, ce qui permettra de l'utiliser pour des biopsies de tissus. Cette méthode permettra aux médecins d'administrer un traitement spécifique au stade ou au niveau de maladie de chaque patient.