Success stories de projets - Prévoir le cancer grâce à l'haleine
Les scientifiques se sont penchés sur la spectrométrie de masse, une technique de caractérisation au niveau moléculaire des produits chimiques et biochimiques, et la façon dont elle pouvait contribuer à analyser l'haleine humaine afin de détecter le cancer. De récentes études montraient que les chiens sont capables de détecter la présence de tissus cancéreux chez un patient, simplement en reniflant son haleine. Le projet Breath («Characterisation of biomarkers in breath of lung and breast cancer patients») financé par l'UE s'est penché sur cette idée en caractérisant les biomarqueurs dans l'haleine des patients atteints du cancer des poumons et du sein. Plusieurs raisons incontestables incitent à utiliser l'haleine pour déterminer la santé des patients. La méthode est non invasive, à savoir moins désagréable pour le patient, et la procédure est relativement rapide; ainsi, la technique pourrait être utilisée pour un dépistage à grande échelle. Plusieurs études importantes ont déjà mis en avant les avantages de l'analyse de l'haleine pour un diagnostic médical. En effet, cette méthode est bien connue dans le domaine de la recherche métabolique, pharmaceutique et chimique. Mais peu d'applications cliniques pour le diagnostic par spectrométrique de masse ont porté leurs fruits. La technique devenant plus courante, mieux comprise et plus fiable, le nombre d'applications potentielles devrait croître. Parallèlement, davantage de travaux sont nécessaires pour associer de façon précise la présence de biomarqueurs à des maladies particulières telles que le cancer du sein. On constate un manque de confiance car la plupart des spectromètres de masse ne sont pas très performants en terme d'analyse de grandes biomolécules typiquement trouvées dans la respiration et dans d'autres organes, par exemple. Mais la recherche Breath a cherché à surmonter ce problème à l'aide d'une sorte particulière de spectrométrie de masse. Macromolécules Le principe de base de la spectrométrie de masse associe une source ionique qui charge (ou ionise) le matériau à étudier, un analyseur de masse qui trie les particules en fonction de leur masse, et finalement un détecteur. Il mesure le nombre de chaque ion présent. Une fois combinée, l'information fournit une caractérisation d'un échantillon donné. La recherche Breath a utilisé la technique d'ionisation par électronébulisation (SESI-MS, de l'anglais Secondary electrospray ionisation MS). L'électronébulisation a été découverte en 1988 et dès la moitié des années 1990, elle a conduit au développement de médicaments appelés inhibiteurs de protéase, sauvant la vie des personnes atteintes de sida. L'avantage de l'électronébulisation est la vitesse à laquelle elle peut analyser les préparations pharmaceutiques complexes (qui consistent principalement en de grandes macromolécules biologiques). Il s'agit exactement du type de molécules que les scientifiques doivent identifier afin de détecter la présence de cancer, c'est pourquoi Breath a appliqué cette technique au problème en question. Les chercheurs ont utilisé la technique SESI-MS pour surveiller les métabolites de l'haleine auprès d'un groupe témoin en bonne santé sur plusieurs mois; en est ressorti que chaque personne possède sa propre «signature respiratoire» caractéristique. Il s'agit d'une découverte important pour les études métaboliques car l'une des questions principales est de découvrir les différentes sources de variabilité temporaire provoquée par l'alimentation et autres facteurs. Cette variabilité change à terme l'empreinte métabolique d'un sujet. Malgré ce «bruit temporaire», les chercheurs ont découvert une empreinte métabolique stable qui s'est avérée être individuelle. Une fois la technique optimisée, les chercheurs se sont penchés sur les différences dans les modèles respiratoires d'un groupe de patients atteints de cancers des poumons et du sein et des sujets de contrôle en bonne santé dans le but d'identifier un ensemble de métabolites sur- ou sous-exprimés chez les patients atteints de cancer. La motivation était grande car de nombreux rapports soutiennent l'idée selon laquelle les chiens peuvent identifier des tissus cancéreux sur la base de leur signature olfactive caractéristique. Un nouvel instrument d'analyse Les chercheurs européens se sont également penchés sur une nouvelle approche pour l'analyse statistique des échantillons d'étude, et ont validé la nouvelle méthode contre les outils de chimiométrie traditionnels. Au cours de l'activité physique, ils sont parvenus à faire la différence entre un groupe de patients atteints de cancer colorectal et des sujets témoins en bonne santé sur la base de leur empreinte spectrale de masse, une autre donnée importante pour les chercheurs. Ils ont également constaté que leur système pourrait identifier et quantifier les acides gras libres, des composants très importants participant à de nombreux processus métaboliques. Autrement dit, le système SESI-MS pourrait trouver des applications au-delà du dépistage de cancer. Les chercheurs ont exploré les capacités d'un nouvel instrument analytique, l'analyseur différentiel de mobilité, associé à la spectroscopie de masse pour analyser un biomarqueur du cancer de la prostate. Le principal avantage de cette technique est sa vitesse d'analyse par rapport aux méthodes traditionnelles, qui conduirait à une pratique clinique à grande échelle possible, suggèrent les chercheurs. Breath a reçu un financement au titre de l'initiative Health du septième programme-cadre de recherche (7e PC) de l'UE.