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Avancées dans les méthodes de dépistage du cancer colorectal

De nouvelles méthodes pour détecter le cancer colorectal tôt peuvent sauver des vies.

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Le Cancer colorectal (CRC) est un type de cancer qui touche le côlon ou le rectum, qui sont des parties de l'intestin gros. C'est l'un des cancers les plus courants. Aux États-Unis, c'est le troisième cancer le plus diagnostiqué chez les hommes et le deuxième chez les femmes. Chaque année, plus de 52 000 personnes meurent de cette maladie. À cause de son impact, trouver des moyens de le détecter tôt peut sauver des vies.

Pourquoi la détection précoce est importante

Plus le cancer colorectal est détecté tôt, meilleures sont les chances d'un traitement réussi. Au cours des 30 dernières années, les avancées médicales ont permis une détection plus précoce et de meilleures options de traitement, ce qui a aidé à réduire le nombre de décès dus à cette maladie. La méthode de dépistage la plus courante pour le cancer colorectal est une procédure appelée coloscopie.

La procédure de coloscopie

Une coloscopie permet aux médecins de voir à l'intérieur du côlon et de détecter des anomalies comme des polypes, qui peuvent être des précurseurs du cancer. Cependant, tout le monde n'a pas besoin d'une coloscopie. On estime que seulement 7 à 8 % de la population à risque moyen a des adénomes avancés, un type de polype qui peut se développer en cancer.

Bien qu'elle soit une méthode de dépistage efficace, la coloscopie a plusieurs inconvénients. Beaucoup de gens la trouvent inconfortable et peuvent l'éviter. La préparation pour la procédure nécessite des changements alimentaires et un nettoyage des intestins, ce qui peut être ennuyeux. Il y a aussi des risques associés à la procédure elle-même, comme des saignements ou des infections.

Recherche d'alternatives

Pour améliorer la détection précoce et résoudre certains problèmes liés à la coloscopie, les chercheurs cherchent de nouvelles méthodes de dépistage plus simples. Ces nouveaux tests visent à identifier ceux qui pourraient avoir besoin d'un dépistage plus tôt en fonction de leurs facteurs de risque.

Méthodes de dépistage actuelles

Il existe plusieurs méthodes de dépistage du cancer colorectal en plus de la coloscopie :

  1. Tests basés sur les selles : Ces tests vérifient des signes de cancer dans des échantillons de selles. Ils sont moins invasifs que les Coloscopies et peuvent être effectués à la maison. Deux tests basés sur les selles courants sont :

    • Test immunochimique fécal (FIT) : Ce test détecte du sang dans les selles.
    • Test ADN des selles multitarget (Cologuard) : Ce test recherche des changements d'ADN associés au cancer.
  2. Tests sanguins : Les innovations dans le dépistage du cancer incluent des tests qui analysent des échantillons de sang pour trouver des marqueurs liés au cancer. Un domaine d'intérêt est les Biopsies Liquides, qui examinent les fragments d'ADN libérés par les tumeurs dans la circulation sanguine.

Bien que les tests de selles et sanguins soient pratiques, ils ont aussi des limitations. Par exemple, le FIT a une sensibilité de seulement 21-25 % pour détecter des adénomes avancés. D'un autre côté, Cologuard combine plusieurs tests mais entraîne un coût plus élevé et une spécificité inférieure, conduisant à plus de faux positifs.

La promesse de la biopsie liquide

Les biopsies liquides attirent l'attention comme méthode potentielle pour une détection précoce. Elles se concentrent sur l'identification du matériel génétique que les tumeurs libèrent dans le sang. Les entreprises développent activement ces tests, mais elles peinent encore avec la sensibilité lors de la détection de cancers à un stade précoce.

Les recherches suggèrent qu'un petit pourcentage seulement des adénomes avancés libèrent de l'ADN détectable dans le sang. Cela rend la détection précoce difficile. Néanmoins, l'idée d'utiliser des biopsies liquides offre des perspectives pour l'avenir du dépistage du CRC.

Carcinogenèse de champ : une nouvelle approche

Un concept émergent dans la détection du cancer est la carcinogenèse de champ. Ce terme fait référence à l'idée que des changements causant le cancer peuvent se produire dans les tissus environnants, pas seulement à l'emplacement de la tumeur. Comme les cellules dans tout le côlon peuvent accumuler des changements qui conduisent au cancer, les scientifiques explorent ces zones pour des marqueurs de détection précoce.

La carcinogenèse de champ suggère que les patients ayant des antécédents de polypes devraient être étroitement surveillés car ils sont à plus grand risque de développer de nouveaux polypes dans d'autres zones du côlon. Cela souligne l'importance de surveiller l'ensemble du "champ" affecté par le cancer, plutôt que de se concentrer uniquement sur la zone où une tumeur est trouvée.

Avancées dans l'analyse de la Structure de la chromatine

Une autre approche innovante implique l'analyse de la structure de la chromatine, le matériel qui compose notre ADN. La chromatine a une forme complexe qui peut changer à mesure que les cellules deviennent cancéreuses. Ce changement pourrait potentiellement servir de marqueur pour la détection précoce du cancer.

En étudiant la structure de la chromatine, les chercheurs peuvent rechercher des motifs ou des altérations spécifiques qui pourraient indiquer la présence de cancer. La méthode utilisée pour cette analyse s'appelle la microscopie à ondes partielles sensibles à la chromatine (csPWS). Cette technique permet aux scientifiques d'observer de minuscules changements dans la chromatine qui pourraient ne pas être visibles avec une microscopie standard.

Comment fonctionne le csPWS ?

Le csPWS fonctionne en projetant de la lumière sur des cellules et en détectant comment elle est dispersée. Les changements dans la façon dont la lumière est dispersée peuvent révéler des informations sur la structure de la chromatine. Cette méthode fournit un aperçu détaillé de l'organisation de la chromatine à une échelle très petite, ce qui peut aider à identifier des facteurs de risque de cancer.

Les chercheurs utilisent le csPWS pour étudier des cellules prélevées dans le rectum. Ces cellules peuvent être facilement obtenues en utilisant une simple technique de brossage lors d'examens de routine. En analysant la structure de la chromatine à partir de ces échantillons, les scientifiques espèrent trouver des marqueurs pouvant signaler un risque accru d'adénomes avancés ou de CRC.

Résultats de l'étude : Points clés

Dans des études récentes, les chercheurs ont comparé la structure de la chromatine dans des cellules de patients atteints de cancer colorectal, d'adénomes avancés et d'individus sains. Ils ont trouvé des différences significatives dans la structure de la chromatine qui corrélait avec la présence de lésions précancéreuses.

Plus précisément, les chercheurs ont remarqué que les patients ayant des adénomes avancés ou un cancer colorectal avaient une échelle d'emballage de chromatine modifiée D, une mesure qui reflète la structure et l'organisation de la chromatine. Cela suggère que les changements de chromatine pourraient servir de marqueur fiable pour la détection précoce du cancer.

Examen des facteurs de risque

Pour mieux comprendre ces résultats, les chercheurs ont développé un modèle de risque qui prédit la probabilité de développer un CRC en fonction des modifications de la structure de la chromatine. Ils ont constaté qu'un emballage de chromatine accru corrélait fortement avec des résultats anormaux de coloscopie.

Cela signifie que les patients ayant des scores plus élevés sur cette mesure de chromatine étaient plus susceptibles d'avoir des problèmes coliques significatifs. L'étude a montré que les changements dans la structure de la chromatine pourraient être assez sensibles pour détecter non seulement un cancer existant mais aussi le risque de le développer à l'avenir.

Le rôle de l'intelligence artificielle

L'intelligence artificielle (IA) est utilisée pour améliorer l'analyse des données de chromatine collectées par csPWS. En utilisant des algorithmes capables d'apprendre à partir de grands ensembles de données, les chercheurs espèrent améliorer la précision de la détection des adénomes avancés basés sur la structure de la chromatine.

L'IA peut aider à identifier des motifs subtils dans les données qui pourraient indiquer la présence d'un cancer. En combinant l'IA avec le csPWS, les chercheurs croient pouvoir créer un outil puissant pour la détection précoce du cancer colorectal et des adénomes avancés.

Résumé : Un futur prometteur pour le dépistage du CRC

Bien que les méthodes de dépistage traditionnelles comme la coloscopie restent importantes, de nouvelles approches telles que les tests basés sur les selles, les tests sanguins et l'analyse de la chromatine offrent des alternatives prometteuses. La carcinogenèse de champ et les techniques d'imagerie avancées ont le potentiel de révolutionner la façon dont nous dépistons le cancer colorectal.

À mesure que la recherche continue d'évoluer, l'espoir est de fournir aux patients des options de dépistage faciles et non invasives qui peuvent détecter le cancer aux premiers stades. Cela pourrait entraîner de meilleurs résultats et des taux de mortalité plus faibles associés au cancer colorectal.

En investissant dans de nouvelles technologies et en comprenant la biologie sous-jacente du cancer, les chercheurs travaillent vers un avenir où la détection précoce devient largement accessible, sauvant d'innombrables vies chaque année.

Source originale

Titre: Early screening of colorectal cancer using feature engineering with artificial intelligence-enhanced analysis of nanoscale chromatin modifications

Résumé: Colonoscopy is accurate but inefficient for colorectal cancer (CRC) prevention due to the low (~7-8%) prevalence of target lesions, advanced adenomas. We leveraged rectal mucosa to identify patients who harbor CRC field carcinogenesis by evaluating chromatin 3D architecture. Supranucleosomal disordered chromatin chains (~5-20 nm, ~1 kbp) fold into chromatin packing domains (~100-200 nm, ~100-1,000 kbp). In turn, the fractal-like conformation of DNA within chromatin domains and the folding of the genome into packing domains has been shown to influence multiple facets of gene transcription, including the transcriptional plasticity of cancer cells. We deployed an optical spectroscopic nanosensing technique, chromatin-sensitive partial wave spectroscopic microscopy (csPWS), to evaluate the packing density scaling D of the chromatin chain conformation within packing domains from rectal mucosa in 256 patients with varying degrees of progression to colorectal cancer. We found average packing scaling D of chromatin domains was elevated in tumor cells, histologically normal-appearing cells 4 cm proximal to the tumor, and histologically normal-appearing rectal mucosa compared to cells from control patients (p

Auteurs: Vadim Backman, A. S. Chang, S. Prabhala, A. Daneshkhah, J. Lin, H. Subramanian, H. K. Roy

Dernière mise à jour: 2023-10-31 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.10.30.23297790

Source PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.10.30.23297790.full.pdf

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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