Grain de beauté artificiel comme système d'alerte précoce

Dans les pays industrialisés, le cancer est aujourd'hui, avec les maladies cardiovasculaires, la première cause de mortalité. De nombreuses personnes concernées ne re?oivent le diagnostic que lorsqu'une tumeur est déjà bien avancée. Cela réduit souvent considérablement les perspectives de guérison : le taux de guérison du cancer de la prostate est de 32 pour cent, celui du cancer du c?lon de 11 pour cent seulement. Si de telles tumeurs pouvaient être détectées de manière fiable et précoce, cela permettrait non seulement de sauver des vies, mais aussi de réduire le nombre de thérapies co?teuses et contraignantes.

Des chercheurs dirigés par Martin Fussenegger, professeur au Département des systèmes biologiques de l'ETH Zurich à B?le, présentent aujourd'hui une solution possible à ce problème : un réseau de gènes synthétiques qui fait office de système d'alerte précoce. Il détecte les quatre types de cancer les plus fréquents, à savoir le cancer de la prostate, du poumon, du c?lon et du sein, à un stade très précoce, c'est-à-dire dès que les taux de calcium dans le sang sont élevés en raison de la tumeur qui se prépare.

L'excès de calcium déclenche la production de mélanine

Le système d'alerte précoce se compose d'un réseau génétique que les biotechnologues ont intégré dans des cellules du corps humain, qu'ils ont à leur tour encapsulées dans un implant. Le réseau génétique ainsi encapsulé est ensuite implanté sous la peau, où il surveille en permanence le niveau de calcium dans le sang.

Dès que le niveau de calcium dépasse un certain seuil pendant une période prolongée, une cascade de signaux se met en place et déclenche la production de mélanine, une substance de bronzage produite par l'organisme, dans les cellules génétiquement modifiées. Un grain de beauté brun, visible à l'?il nu, se forme alors dans la peau.

Le grain de beauté appara?t bien avant que le cancer correspondant ne puisse être détecté par les diagnostics traditionnels. "Un porteur d'implants devrait alors, dès l'apparition du grain de beauté, consulter un médecin pour un examen plus approfondi", explique Fussenegger. La tache ne doit pas être une source de panique : "Le grain de beauté ne signifie pas que la personne doit mourir bient?t", souligne le professeur de l'ETH. La tache signifie simplement que des examens et éventuellement un traitement sont nécessaires.

Les chercheurs ont utilisé le calcium comme indicateur du développement des quatre types de cancer. Celui-ci est fortement régulé dans le corps. Les os, par exemple, servent de tampon qui permet de compenser les différences de concentration. Mais dès qu'il y a trop de calcium dans le sang, cela pourrait être considéré comme un signe précurseur de l'un des quatre cancers.

La détection précoce augmente les chances

"Le dépistage précoce augmente considérablement les chances de survie", explique le Dr Fussenegger. Si le cancer du sein, par exemple, est détecté à un stade précoce, les chances de guérison sont de 98 pour cent ; mais si la tumeur est diagnostiquée trop tard, seule une femme sur quatre a de bonnes chances de guérir. "Aujourd'hui, la plupart des gens ne consultent leur médecin que lorsqu'une tumeur leur pose problème. Malheureusement, il est alors souvent trop tard".

L'implant présente en outre un autre avantage : "Il sert avant tout à l'autocontr?le et serait donc peu co?teux", explique le professeur de l'ETH. Si l'on ne souhaite toutefois pas s'exposer à un stress permanent, on pourrait aussi utiliser un implant dont la tache ne serait détectable qu'avec une lumière rouge. "Dans ce cas, le contr?le régulier pourrait aussi être effectué par le médecin".

L'inconvénient est que la durée de vie d'un tel implant est jusqu'à présent limitée, comme l'a relevé Fussenegger dans la littérature. "Les cellules vivantes encapsulées tiennent environ un an selon d'autres études. Ensuite, il doit être inactivé et remplacé".

Système d'alerte précoce polyvalent

Jusqu'à présent, l'implant d'alerte précoce n'est qu'un prototype ; l'étude qui vient d'être publiée dans la revue spécialisée "page externeScience Translational Medicine", un travail publié à ce sujet, constitue une étude de faisabilité. Les chercheurs ont d'abord testé leur système d'alerte précoce sur un modèle de souris et sur des couennes de porc. Là, il a fonctionné de manière fiable. Les grains de beauté n'apparaissaient que lorsque la concentration en calcium était élevée.

Les scientifiques b?lois sont loin de pouvoir effectuer des tests sur les humains. "Le perfectionnement et surtout les essais cliniques sont complexes et co?teux, ce que nous ne pouvons pas faire en tant que groupe de recherche", explique le professeur de l'ETH. Il souhaite toutefois encourager à l'avenir la translation de ses développements, afin qu'ils débouchent un jour sur des produits utilisables. Pour qu'un tel implant de diagnostic du cancer soit prêt à être commercialisé, il compte au moins dix ans de recherche et de développement.

Le concept de "tatouage biomédical", comme Fussenegger qualifie cette nouvelle invention, serait également applicable à d'autres maladies qui se développent insidieusement, comme les maladies neurodégénératives ou les troubles hormonaux. En principe, les chercheurs peuvent changer le capteur moléculaire pour mesurer d'autres biomarqueurs que le calcium.