Le dispositif microfluidique Static Droplet

C’est l’un des domaines les plus passionnants de la recherche sur le cancer, mais l’identification des tumeurs par des tests sanguins reste difficile, en particulier pour la détection à un stade précoce.

Malgré les percées de la recherche sur les tests sanguins pour de nombreux types de cancers et des sources spécifiques telles que les cancers du poumon et du sein, et le développement florissant des tests de détection précoce de plusieurs cancers (MCED : multi-cancer early detection), le dépistage implique encore généralement des biopsies invasives de cellules.

Les chercheurs de l’Université de technologie (UTS) de Sydney, en Australie, espèrent changer cela, avec le développement de leur nouvelle biotechnologie, le dispositif microfluidique à gouttelettes statiques (SDM : Static Droplet Microfluidic). Il peut détecter rapidement les cellules tumorales circulantes (CTC) qui se sont séparées de la source du cancer pour pénétrer dans la circulation sanguine. Il ouvre la voie à une détection, un suivi et un traitement très précoces.

« Une seule cellule tumorale peut exister parmi des milliards de cellules sanguines dans un seul millilitre de sang, ce qui la rend très difficile à trouver », a déclaré Majid Warkiana, professeur à l’école d’ingénierie biomédicale de l’UTS. « La nouvelle technologie de détection comporte 38 400 chambres capables d’isoler et de classer le nombre de cellules tumorales métaboliquement actives. »

Le SDM peut repérer les cellules tumorales grâce à une signature métabolique unique impliquant le lactate, un déchet.

« Dans les années 1920, Otto Warburg a découvert que les cellules cancéreuses consomment beaucoup de glucose et produisent donc plus de lactate », souligne Majid Warkiani. « Notre dispositif surveille les cellules uniques pour détecter une augmentation du lactate à l’aide de colorants fluorescents sensibles au pH qui détectent l’acidification autour des cellules. »

Une fois que le SDM a tiré la sonnette d’alarme sur les cellules à problème, celles-ci peuvent faire l’objet d’une analyse génétique et moléculaire plus poussée afin d’en déterminer la source et d’orienter le traitement.

Les CTC sont les précurseurs des métastases, au cours desquelles le cancer migre vers d’autres organes et est responsable de 90 % des quelque 600 000 décès dus à cette maladie chaque année aux États-Unis, selon les Centers for Disease Control and Prevention. La capacité de l’appareil à détecter un très petit nombre de CTC pourrait permettre d’intervenir pour sauver des vies.

Le dispositif est également conçu pour être utilisé par le personnel médical, ce qui signifie une intégration facile et peu coûteuse dans les cliniques et une expérience beaucoup moins impliquée, invasive et risquée pour le patient.

« La gestion du cancer par l’évaluation des cellules tumorales dans les échantillons de sang est beaucoup moins invasive que la prise de biopsies de tissus », ajoute Majid Warkiani. « Cela permet aux médecins de faire des tests répétés et de surveiller la réponse du patient au traitement ».

L’équipe de développement est si confiante dans le SDM qu’elle a déposé un brevet provisoire et prévoit une commercialisation de l’appareil.

https://doi.org/10.1016/j.bios.2022.114966

https://www.uts.edu.au/news/health-science/new-technology-improve-cancer-detection-and-treatment

https://www.cdc.gov/cancer/dcpc/research/update-on-cancer-deaths/index.htm