Des travaux de recherche menés à l'Université de Toronto, s'appuyant sur des études de réflectométrie neutronique, contribuent désormais au développement d'une technologie de diagnostic du cancer des ovaires basée sur des analyses sanguines.
Des travaux de recherche menés à l'Université de Toronto, s'appuyant sur des études de réflectométrie neutronique, ont révélé comment contrôler les interactions protéiques de surface. Ces travaux contribuent désormais au développement d'une technologie de diagnostic du cancer des ovaires par analyse sanguine et leur application clinique, au Princess Margaret Cancer Centre de Toronto, est proche.
Au cœur de ces travaux se trouve l'un des défis les plus persistants en matière de santé des femmes. Le cancer des ovaires, souvent appelé le « tueur silencieux », se développe généralement sans symptômes évidents et n'est le plus souvent diagnostiqué qu'à un stade avancé, lorsque les taux de survie sont faibles. Pourtant, lorsque ce type de cancer est dépisté au stade 1, le taux de survie peut dépasser 90 %. Le dépistage précoce fait toute la différence.
Aujourd’hui, ce défi commence à évoluer, car les travaux de recherche menés à l’Université de Toronto sortent du laboratoire pour se transformer en une start-up, Farname‑Diagnosis. Celle-ci bénéficie d’une reconnaissance et d’un soutien précoces, laissant à penser que la mise au point d’un outil de diagnostic pratique s'accélère.
Un problème caché dans le sang
Pour détecter un cancer à ses stades les plus précoces, il est nécessaire d'identifier des molécules liées à la maladie, qu'on appelle des biomarqueurs. Ces molécules sont présentes sous la forme de traces dans le sang ou dans le sérum, la partie liquide du sang. Il s'agit cependant d'un milieu extrêmement difficile à manier.
Le sang contient un mélange dense de protéines qui adhèrent spontanément aux surfaces des dispositifs médicaux, nuisant à leur bon fonctionnement. Ce phénomène est connu sous le nom de « bio-encrassement ». Lorsque cela se produit, les capteurs de diagnostic se retrouvent parfois obstrués par des protéines étrangères. Ces dernières masquent le signal émis par les molécules que les cliniciens tentent de mesurer.
Ce problème a longtemps freiné le développement de dispositifs de diagnostic simples et fiables, utilisables directement dans le sang. Il existe des méthodes de laboratoire sophistiquées qui permettent de détecter les biomarqueurs du cancer, mais elles sont souvent trop lentes, trop coûteuses et trop complexes pour permettre un dépistage à grande échelle.
La solution idéale consiste à mettre au point un capteur capable de fonctionner de manière précise et sélective dans des fluides biologiques réels. Il doit être de plus suffisamment rapide, abordable et robuste pour être déployé à l'échelle nécessaire au dépistage de vastes populations, soit plusieurs millions de tests chaque année.
Ce que les neutrons ont rendu visible
Cette solution provient de la recherche fondamentale à l'échelle moléculaire.
Dans le cadre de travaux antérieurs, le professeur Michael Thompson et ses collaborateurs à l'Université de Toronto ont utilisé la réflectométrie neutronique pour étudier des revêtements ultra-fins conçus pour empêcher l'adhérence des protéines. Cette technique basée sur les neutrons permet aux chercheurs d'étudier des structures à l'échelle nanométrique et de distinguer les interactions des différentes couches moléculaires au niveau des interfaces.
Ces travaux ont montré comment les revêtements de surface ingénieusement conçus par le professeur Thompson interagissent avec l'eau et les protéines. Ils démontraient ainsi qu'une fine couche moléculaire pouvait empêcher efficacement l'accumulation indésirable de protéines : en d'autres termes, qu'il était possible de préserver une surface de détection « propre » dans un milieu biologique complexe.
Cette découverte a permis de surmonter un obstacle majeur à l'utilisation des dispositifs de diagnostic dans le sang. Elle a permis de concevoir des surfaces de biocapteurs qui restaient fonctionnelles dans le sérum, tout en conservant leur capacité à détecter les molécules cibles spécifiques associées à des maladies.
De la chimie des surfaces au diagnostic du cancer
Partant de ces bases, le groupe de recherche du professeur Thompson a mis au point des plateformes de biocapteurs capables de détecter des molécules associées au cancer de l'ovaire, notamment des biomarqueurs prometteurs tels que l'acide lysophosphatidique (LPA), un lipide dont le taux peut augmenter dès les premiers stades de la maladie.
Ces biocapteurs utilisent des techniques de détection électrochimiques et des techniques connexes pour convertir les interactions moléculaires en signaux mesurables. Ils sont conçus pour fonctionner directement dans des échantillons de sang ou de sérum sans nécessiter une longue préparation. Fait crucial, l'équipe du professeur Thompson vient de publier des résultats qui démontrent l'efficacité de cette méthode pour détecter le LPA dans les échantillons sanguins de patientes atteintes d'un cancer des ovaires. Les échantillons ont été prélevés en collaboration avec le Princess Margaret Cancer Centre, l'un des principaux hôpitaux de recherche sur le cancer au monde.
« La véritable avancée est qu'il est possible d'obtenir une détection précise directement dans le sérum, sans avoir recours à des procédures de laboratoire complexes », explique le professeur Michael Thompson. « Si nous parvenons à réaliser ces examens directement sur le lieu de soins, nous ouvrirons la voie à un dépistage beaucoup plus précoce du cancer des ovaires, à un stade où les patientes disposent d’un choix beaucoup plus large de traitements et ont des chances de survie nettement supérieures. »
Afin de transformer ces recherches en une technologie prête à être déployée, le projet est désormais porté par une start-up, Farname‑Diagnosis, issue de l'écosystème entrepreneurial de l'Université de Toronto. Farname‑Diagnosis développe des dispositifs de diagnostic de dépistage précoce du cancer des ovaires. Basés sur la technologie des biocapteurs, ils sont rapides, peu coûteux et utilisables au chevet du patient.
Cette toute nouvelle initiative rencontre déjà un franc succès. Elle a ainsi remporté un concours de pitchs organisé par le SICIEEIL (Sam Ibrahim Centre for Inclusive Excellence in Entrepreneurship, Innovation & Leadership) de l’Université de Toronto, et bénéficie en outre du soutien du Pôle d’innovation en santé et des programmes d’entrepreneuriat de l’université. Ces premiers signes attestent de la confiance grandissante qu'inspirent cette technologie et sa capacité à combler une lacune importante et ancienne en matière de dépistage du cancer.
Vers la validation clinique et l'impact
Ces partenaires de recherche s’attaquent désormais à l'étape suivante du développement : des essais cliniques qui permettront d’évaluer les performances de leur biocapteur chez des patientes à différents stades de la maladie.
Au Princess Margaret Cancer Centre, cette technologie s'inscrit dans une démarche élargie axée sur le dépistage précoce du cancer, incluant notamment des approches fondées sur des biomarqueurs sanguins et sériques. Des investissements récents permettent de créer l'infrastructure nécessaire pour transposer les nouvelles technologies de diagnostic en essais cliniques et de soins aux patients. On peut notamment citer un don de 50 millions de dollars destiné à la création du Peter Gilgan Centre for Early Cancer Detection Research, un centre dédié à la recherche sur le dépistage précoce du cancer, qui compte désormais parmi les plus grands programmes de ce type au monde.
Si les biocapteurs innovants du professeur Thompson confirment leurs promesses lors des essais cliniques, ils pourraient permettre d'envisager la mise au point d’un test sanguin efficace de dépistage du cancer des ovaires. Un tel test rendrait possible le dépistage systématique des populations à risque, la détection de la maladie avant l’apparition des symptômes et une intervention plus précoce, au moment où le traitement est le plus efficace.
Pour les patientes, le test pourrait faire la différence entre un diagnostic tardif et une pathologie qui se soigne très bien. Pour les systèmes de santé, il marque une évolution vers des soins plus précoces et plus proactifs, capables de réduire à la fois le fardeau humain et économique des pathologies traitées à un stade avancé.
Plus généralement, cet exemple montre comment la recherche fondamentale, avec le soutien des infrastructures scientifiques nationales travaillant sur les faisceaux de neutrons, peut déboucher sur des innovations d'envergure mondiale. Quant aux femmes atteintes d'un cancer des ovaires, au Canada et dans le monde entier, cette voie pourrait à terme offrir un dépistage plus précoce, de meilleurs résultats en matière de santé et, en définitive, sauver de nombreuses vies.
