Un test sanguin israélien détecte le cancer du sein à un stade précoce avec une précision de 95 %

Une équipe internationale dirigée par des chercheurs de l’Institut Weizmann des sciences et de l’Université hébraïque de Jérusalem a mis au point un examen sanguin expérimental permettant de détecter le cancer du sein à un stade précoce avec une précision de 95 % pour les tumeurs localisées de moins de deux centimètres.

Ce test surpasse également les biopsies tissulaires classiques dans l’évaluation du risque de récidive après traitement.

Cette étude à comité de lecture, qui a été publiée mercredi dans la prestigieuse revue Nature, est le fruit d’une collaboration entre le laboratoire du Dr Efrat Shema à l’Institut Weizmann, le professeur Guy Ron de l’Université hébraïque et des médecins de l’hôpital Kaplan de Rehovot. Des chercheurs français, allemands, italiens et américains ont également apporté leur contribution à ces travaux.

Les scientifiques ont cartographié l’épigénétique des tumeurs du sein, ces commutateurs moléculaires uniques qui contrôlent le comportement des gènes. Ils ont ainsi découvert un type de cellules particulièrement agressives, dissimulées parmi des cellules cancéreuses moins dangereuses.

« Le dépistage du cancer du sein sauve des vies », a déclaré Shema dans un communiqué. « Des mammographies régulières réduisent de 22 % le risque de décès lié à la maladie. Mais plus le tissu mammaire est dense, plus il est facile pour une tumeur de se “cacher” sur l’image. »

Le test sanguin nouvellement mis au point, a-t-elle souligné, a démontré une excellente performance diagnostique, quelle que soit la densité tissulaire des seins.

Lorsque la recherche a été étendue à l’analyse d’échantillons sanguins provenant de 188 patientes, avec le concours des hôpitaux Kaplan et Sheba, « il s’est révélé tout aussi performant pour différents types de cancer du sein », a ajouté Shema.

Détecter précocement les modifications épigénétiques

Selon l’Organisation mondiale de la santé, en 2022, près de 2,3 millions de femmes ont reçu un diagnostic de cancer du sein dans le monde, et 670 000 en sont décédées.

D’après l’Association israélienne contre le cancer, quelque 4 500 femmes reçoivent chaque année un diagnostic de cancer du sein en Israël, et environ 900 décèdent des suites de cette maladie.

Actuellement, les tumeurs du sein sont classées et traitées sur la base de leurs profils d’expression génique. Mais les marqueurs épigénétiques qui régissent ces profils restent encore largement méconnus. Dans cette nouvelle étude, le Dr Noa Furth et le Dr Christina Riemenschneider, du laboratoire de Shema, en collaboration avec Yishai Arieli, du groupe de Ron, se sont attachés à déchiffrer les signatures épigénétiques des tumeurs du sein.

L’épigénétique étudie les modifications chimiques qui déterminent quels gènes seront activés ou désactivés sans altérer le code génétique lui-même. Ces marqueurs, qui évoluent dès les tout premiers stades du développement du cancer, fournissent des informations cruciales sur la nature du cancer et sur l’emplacement de la tumeur dans l’organisme.

Pour étudier ces marqueurs directement à partir de tissus prélevés sur des patientes, la rapidité est essentielle.

« Nous avons recruté 12 femmes qui devaient subir une ablation chirurgicale de leur tumeur », a déclaré Furth dans un communiqué. « Une fois la tumeur retirée, le délai avant que ses marqueurs épigénétiques ne commencent à se dégrader est très court. Les médecins m’ont donc prévenue dès le début de chaque intervention. J’ai transporté d’urgence l’échantillon de tissu, conservé dans de la glace, de l’hôpital à notre laboratoire, où nous l’avons analysé le jour même. »

Une fois les profils des tumeurs primaires cartographiés, les scientifiques ont cherché à détecter ces mêmes marqueurs dans le sang. Ils se sont concentrés sur les nucléosomes, ces structures microscopiques en forme de bobine où l’ADN est étroitement enroulé autour de protéines structurelles, que les cellules libèrent lorsqu’elles se décomposent.

Une étude prometteuse de 2022, co-rédigée par Ron et Shema, avait déjà démontré que des analyses sanguines pouvaient détecter des cancers colorectaux et pancréatiques à un stade précoce.

Cette fois-ci, l’équipe a déposé des échantillons sanguins sur des lames de verre spécialement conçues et les a traités avec des anticorps fluorescents capables de reconnaître des dizaines de marqueurs chimiques distincts sur chacune de ces bobines protéiques.

À l’aide d’un système de microscopie à fluorescence à haute résolution et à molécule unique, le système d’imagerie des scientifiques a balayé un à un des millions de ces « bobines ».

Chaque marqueur a été éclairé par une couleur distincte, créant ainsi une constellation de points lumineux dévoilant la combinaison exacte de commutateurs moléculaires actifs et inactifs. Les scientifiques ont ensuite utilisé des algorithmes avancés et l’intelligence artificielle pour passer au crible des millions de signaux optiques, isolant ainsi le schéma coordonné caractéristique d’une tumeur maligne.

Les chercheurs ont testé leur nouvelle méthode sur des échantillons sanguins prélevés sur 77 patientes atteintes d’un cancer du sein suivies depuis au moins cinq ans à la Mayo Clinic en Floride, et les ont comparés à des échantillons provenant de 30 femmes en bonne santé. Les modèles d’intelligence artificielle entraînés ont su distinguer les deux groupes, atteignant une précision de 95 % dans la détection du cancer du sein à un stade précoce, lorsque la tumeur était encore confinée au sein et mesurait moins de deux centimètres.

Pourquoi le cancer du sein récidive-t-il ?

Même lorsque le cancer du sein est détecté à un stade précoce et que le traitement semble efficace, la maladie réapparaît dans 20 à 40 % des cas.

Ce constat a amené les chercheurs à se demander comment des cellules aussi différentes pouvaient coexister au sein d’une même tumeur.

« Les différences semblent être principalement épigénétiques », a expliqué Shema. « Lorsque nous avons cultivé des cellules cancéreuses du sein en laboratoire à partir de cellules non agressives, nous avons toujours observé l’émergence, à terme, d’une population agressive. »

Ces cellules agressives pourraient jouer un rôle majeur dans la récidive du cancer. En recherchant cette signature épigénétique dans des échantillons sanguins, les scientifiques ont constaté que plus elle était présente, plus le risque de récidive était élevé.

« Grâce à cette signature et à d’autres marqueurs épigénétiques, nous avons pu distinguer, avec une précision de 81 %, les patientes chez qui le cancer est réapparu pendant le suivi de celles qui n’ont pas connu de récidive », a indiqué Ron.

Ce test a même permis de détecter un risque de récidive chez des patientes considérées comme à faible risque selon les critères conventionnels, ont précisé les scientifiques.

« De plus en plus de preuves indiquent que les cellules cancéreuses exploitent leurs capacités épigénétiques pour modifier leur comportement, devenir plus agressives et échapper au traitement », a ajouté Shema.

Shema, dont les recherches sont soutenues par l’Institut suisse de recherche sur la prévention du cancer et par la Fondation espagnole Alberto Palatchi, a souligné que ces résultats pourraient ouvrir de nouvelles voies thérapeutiques en permettant de suivre les populations cellulaires agressives dans différents types de cancer.

« À l’avenir, ces résultats pourraient nous aider non seulement à prédire les récidives, mais aussi à rechercher des moyens de les prévenir », a expliqué Shema. « Nous recherchons désormais des traitements susceptibles de priver les cellules cancéreuses de leur flexibilité épigénétique – et peut-être même d’amener les cellules qui sont déjà devenues agressives à développer des caractéristiques moins agressives. »

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