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Une nouvelle méthode utilise des vésicules extracellulaires pour détecter plus rapidement les mutations du cancer

Une méthode rapide et efficace pour détecter les mutations cancéreuses en utilisant des EVs.

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Des recherches récentes ont montré que de toutes petites particules appelées Vésicules extracellulaires (VE) peuvent jouer un rôle important dans la compréhension et le diagnostic du cancer. Ces VE peuvent transporter des infos cruciales sur les tumeurs, les rendant utiles pour la détection précoce du cancer, le suivi de l'efficacité des traitements et la prédiction des résultats pour les patients.

Comment fonctionnent les vésicules extracellulaires

Les VE sont de petits paquets libérés par les cellules dans le sang. Elles peuvent contenir des protéines, des lipides et des morceaux de matériel génétique. En analysant ces composants, les scientifiques peuvent recueillir des indices sur ce qui se passe dans le corps d'une personne, en particulier en ce qui concerne le cancer. L'analyse des VE peut donner des infos sur le type de cancer qu'un patient pourrait avoir et comment il réagit au traitement.

Méthodes actuelles d'analyse des VE

Il y a deux approches principales utilisées pour analyser les VE dans le cadre du diagnostic du cancer.

Analyse sur puce

Une méthode s'appelle l'analyse sur puce. Dans ce processus, les VE sont collectées sur des surfaces qui permettent aux scientifiques de regarder des protéines spécifiques trouvées sur leurs membranes. Cette méthode est simple mais ne permet d'analyser que les protéines de surface, ce qui veut dire qu'elle pourrait manquer d'autres infos importantes à l'intérieur des VE.

Isolement des VE

L'autre méthode consiste à isoler les VE et à extraire le matériel à l'intérieur, ce qui pourrait donner des infos plus riches. Cependant, cette méthode est plus complexe et nécessite plusieurs étapes pour extraire et purifier le matériel génétique ou les protéines. Ça peut prendre du temps et retarder les Diagnostics rapides.

Impact du COVID-19 sur les soins du cancer

La pandémie de COVID-19 a créé de graves défis pour les soins du cancer. Comme les hôpitaux ont limité les visites pour réduire les risques d'infection, les patients ont fait face à des retards de diagnostic et de traitement. Ceux qui recevaient des thérapies ciblées sur les Mutations ont particulièrement ressenti l'impact. Le suivi régulier de leur état est devenu plus difficile, rendant compliqué l'ajustement des médicaments à temps. De plus, les tests génétiques pour le cancer ont été retardés à cause de la demande écrasante pour les tests COVID-19, qui utilisent une technologie similaire.

Une approche plus rapide pour détecter les mutations du cancer

Pour relever ces défis, les chercheurs ont développé une nouvelle méthode pour détecter les mutations de l'ADN liées au cancer sans avoir besoin de procédures complexes comme la PCR ou le séquençage de nouvelle génération. Cette nouvelle approche peut fournir des résultats en seulement 30 minutes en utilisant les VE dérivées des tumeurs.

Dans cette méthode, les VE dans le sang d'un patient sont capturées à l'aide d'anticorps spécifiques fixés sur des surfaces. Ensuite, ces VE sont combinées avec des Liposomes (de toutes petites bulles) contenant un outil CRISPR spécial, qui peut cibler et identifier les mutations dans l'ADN. Quand cet outil CRISPR interagit avec l'ADN contenu dans les VE, il active un processus qui produit un signal fluorescent, indiquant la présence de mutations.

La procédure pour la détection des mutations

  1. Préparation des liposomes : D'abord, les chercheurs préparent de toutes petites bulles appelées liposomes qui peuvent transporter les outils CRISPR nécessaires pour détecter les mutations. Ces liposomes sont faits de lipides spécifiques et ont une taille similaire à celle des VE.

  2. Culture cellulaire et isolement des VE : Les chercheurs cultivent des cellules cancéreuses dans un labo et collectent les VE qu'elles libèrent. Ils traitent ensuite ces échantillons pour isoler les VE pour l'analyse.

  3. Observation des VE et des liposomes : Les chercheurs mesurent la taille des liposomes et des VE en utilisant une technique appelée mesure Nanosight. Ils vérifient aussi la charge des particules pour s'assurer qu'elles vont bien fusionner.

  4. Test des mutations : Le test principal consiste à incuber les VE capturées avec les liposomes contenant les outils CRISPR. Si des mutations sont présentes, elles déclencheront une réponse qui résulte en un signal fluorescent détectable.

  5. Analyse des résultats : Enfin, les chercheurs utilisent un lecteur de microplaques standard pour mesurer la fluorescence. Un signal plus élevé indique la présence d'une mutation spécifique.

Avantages de la nouvelle méthode

Cette nouvelle méthode pour détecter les mutations du cancer a plusieurs avantages :

  • Vitesse : Elle peut fournir des résultats en seulement 30 minutes, ce qui est beaucoup plus rapide que les méthodes traditionnelles qui peuvent prendre des heures, voire des jours.
  • Simplicité : Le test n'exige pas une manipulation compliquée des échantillons ou un équipement spécial, ce qui le rend plus facile à réaliser dans divers environnements.
  • Précision : La sensibilité et la fiabilité de ce test sont comparables aux méthodes traditionnelles, offrant confiance dans les résultats.

Tests sur de vrais patients

Les chercheurs ont aussi testé cette méthode sur des échantillons de sang de patients atteints d'un cancer du poumon à un stade avancé. Ils ont constaté que la méthode détectait avec succès les mutations avec un haut degré de précision. Ça suggère que ce nouveau test pourrait devenir un outil important dans les soins du cancer.

Directions futures

Cette méthode innovante ouvre plusieurs possibilités pour un développement ultérieur. Les chercheurs espèrent créer une approche multi-cibles qui peut identifier plusieurs mutations à la fois. Cela permettrait un suivi plus approfondi des patients atteints de cancer. De plus, il y a un potentiel pour développer des dispositifs faciles à utiliser pour des tests rapides dans les cliniques ou même chez soi.

Conclusion

Cette nouvelle approche utilisant les vésicules extracellulaires pour la détection des mutations du cancer représente un pas en avant significatif dans le diagnostic du cancer. En rendant le processus plus rapide, plus efficace et plus simple à utiliser, elle a le potentiel d'améliorer les soins aux patients et les résultats, surtout pour ceux qui suivent un traitement pour des conditions complexes comme le cancer.

Source originale

Titre: Rapid in situ mutation detection in extracellular vesicle-DNA

Résumé: A PCR- and sequencing-free mutation detection assay facilitates cancer diagnosis and reduces over-reliance on specialized equipment. This benefit was highlighted during the pandemic when high demand for viral nucleic acid testing often sidelined mutation analysis. This shift led to substantial challenges for patients on targeted therapy in tracking mutations. Here, we report a 30-minute DNA mutation detection technique using Cas12a-loaded liposomes in a microplate reader, a fundamental laboratory tool. CRISPR-Cas12a complex and fluorescence-quenching (FQ) probes are introduced into tumor-derived extracellular vesicles (EV) through membrane fusion. When CRISPR-RNA hybridizes with the DNA target, activated Cas12a can trans-cleave FQ probes, resulting in fluorescence signals for the quantification of DNA mutation. Future advancements in multiplex and high-throughput mutation detection using this assay will streamline self-diagnosis and treatment monitoring at home.

Auteurs: Yuan Wan, M. M. Rahman, L. Wang, Y. Chen, W. Zhang, J. Wang, L. Lee

Dernière mise à jour: 2024-02-29 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.26.582068

Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.26.582068.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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