Un nouveau capteur d’exosomes dérivés du cancer
Les exosomes sont des vésicules membranaires qui mesurent jusqu’à 150 nm et sont sécrétés par les cellules. Ils contiennent plusieurs biomolécules et circulent dans les liquides corporels, tels que la salive, l’urine et le sang. De plus en plus de preuves indiquent que les exosomes pourraient servir de biomarqueurs non invasifs pour le diagnostic du cancer. Toutefois, la détermination quantitative des exosomes dans le diagnostic clinique présente un défi significatif.
Un biocapteur innovant
Entrepris avec le soutien du programme Marie Skłodowska-Curie, le projet ExoSensor a mis au point un biocapteur d’exosomes adapté au diagnostic sur le lieu d’intervention du cancer du pancréas. «Ce capteur a été conçu pour fournir une technologie universelle destinée au diagnostic clinique du cancer grâce au suivi des exosomes circulants», explique Khuloud Al-Jamal, chef de groupe. Cette technologie repose sur les aptamères, de petits oligonucléotides dont la capacité de liaison pour cibler des molécules de manière très spécifique est connue. Dans un premier temps, les exosomes sont isolés à partir des différents liquides corporels et conjugués à des perles. Par la suite, les aptamères de la biotine se lient aux marqueurs de surface des exosomes, tels que la tétraspanine CD63. Ces marqueurs sont détectés grâce à la streptavidine, un aptamère secondaire lié à une enzyme appelée peroxydase de raifort (HRP). Le capteur identifie la transformation de la dopamine incolore de la HRP en polydopamine, qui émet une lumière de couleur brune. Ce signal coloré produit en 10 minutes est proportionnel au marqueur de surface exosomal, et donc à la quantité d’exosomes. Ce biocapteur a été utilisé avec succès pour détecter des exosomes dérivés du cancer du sein en ciblant le récepteur 2 du facteur de croissance épidermique humain (HER2), un marqueur exosomal. Il a également servi à détecter des exosomes dérivés du cancer du pancréas en ciblant l’intégrine alpha-v bêta-6, un nouveau biomarqueur potentiel pour le diagnostic de ce type de cancer.
Avantages et perspectives d’avenir
Jusqu’à présent, les exosomes étaient détectés par le biais de méthodes conventionnelles comme la cytométrie en flux, la technique de Western blot et l’analyse de suivi des nanoparticules. Toutefois, ces méthodes ont besoin d’un équipement spécialisé et de logiciels coûteux ou complexes, entravant ainsi leur utilisation généralisée dans le contexte du diagnostic sur le lieu d’intervention. Le projet ExoSensor a développé une méthode rentable et rapide pour la détection sensible d’exosomes par détermination colorimétrique. Il a démontré la faisabilité d’utiliser cette technologie simple pour détecter et quantifier des exosomes à partir d’échantillons sériques, et obtenir des résultats très spécifiques et sensibles en moins de temps que les méthodes standard. «La spécificité d’ExoSensor dépend de l’avantage intrinsèque des aptamères en matière de spécificité et d’affinité par rapport aux anticorps», souligne Khuloud Al-Jamal. En outre, ce biocapteur fonctionne avec de faibles quantités d’échantillons, de l’ordre du microlitre, ce qui rend ce test convenable pour le prélèvement sanguin par une piqûre au bout du doigt. Il facilite également la détection à l’œil nu, une caractéristique importante pour la détection sur le terrain et le diagnostic sur le lieu d’intervention. La mise en œuvre de ce biocapteur pour le dépistage du cancer devrait améliorer le diagnostic et l’issue de la maladie pour des millions de personnes atteintes dans le monde. Notamment pour le cancer du pancréas, où souvent le diagnostic arrive en retard et est accompagné d’un pronostic sinistre, la détection précoce de la tumeur peut prolonger la vie des patients. Étant donné que les exosomes reflètent la génétique ou les protéines provenant des organes ou des cellules mères, ils peuvent être utilisés pour le diagnostic ainsi que pour suivre l’évolution et la réponse au traitement de maladies autres que le cancer. Par conséquent, le biocapteur ExoSensor pourrait permettre de cartographier le profil des exosomes de ces maladies, contribuant ainsi davantage à la découverte de biomarqueurs.
Mots‑clés
ExoSensor, exosomes, biocapteur, aptamère, HER2, CD63, cancer du sein, cancer du pancréas, intégrine alpha-v-bêta-6