CAPTEURS A EMPREINTES MOLECULAIRES POLYMERIQUES DE NUCLEOSIDES MODIFIES POUR UN SUIVI, NON-INVASIF, DE THERAPIES DE CANCERS – CancerSensor

L'objectif de ce projet est de développer et de valider un outil de diagnostic quantitatif, non - invasif pour surveiller l'efficacité de la chimiothérapie chez des patients atteints d’un cancer colorectal et le suivi de ces patients après une résection chirurgicale de leur maladie, même à un stade métastatique. Une méthodologie sera développée pour l’obtention de capteurs acoustiques à base de polymères à empreintes moléculaires (MIP). En plus de détecter et d'identifier des marqueurs tumoraux dans les échantillons d’urine, on s’est intéressé à l'effet de la chimiothérapie et du rythme circadien sur la quantité de marqueurs du cancer, en utilisant les outils développés. Le système de synchronisation du rythme circadien est composé d'horloges moléculaires qui conduisent sur 24h à des changements dans le métabolisme des xénobiotiques et de désintoxication, des événements du cycle cellulaire, la réparation d'ADN, l'apoptose et l'angiogenèse. En conséquence, la synchronisation du rythme circadien peut modifier de 2 à 10 fois la tolérance des médicaments anticancéreux dans des modèles expérimentaux et chez les patients cancéreux. Ceci est à ce jour une dimension presque inexploitée d’information diagnostic. Basé sur l'état de l'art concernant la technologie MIP, les biomarqueurs de la tumeur et biocapteur acoustique, seront exploitées pour extraire un maximum d'informations sur de très petites quantités de matière d'échantillon. Compte tenu de l'incidence élevée du cancer colorectal, ce projet a une très grande importance. Dans ces conditions, l'utilité de l'élaboration et de l'utilisation facile, sensible et rapide des capteurs rentables pour la surveillance de pré et post-opératoire CRC est évident et d'un intérêt énorme. Cette approche pourrait cependant modifier profondément la manière de vérifier auprès de chaque personne de l'efficacité du traitement de chimiothérapie du cancer colorectal. Nous proposons un prototype diagnostique pour le cancer colorectal.

Données obtenues :
? Polymères sensibles et sélectifs de biomarqueurs urinaires de cancer tels que la pseudouridine et N7-méthylguanosine ,
? développement d’une méthode d’extraction en phase solide à base de MIP et application à l'extraction de nucléosides à partir d'urine,
? Développement de trois études cliniques
• Protocole C11-59 (chemotherapy) -> 16 patients enrôlés
• Protocole (résection ) - > 7 patients enrôlés
• Protocole C11-42 (cycle circadien ) - > 29 patients enrôlés

optimisation du prototype
Application à la détectiond 'autres nucléosides urinaires biomarqueurs d'autres cancers (sein, poumon, ...)

Les données obtenues par les divers aspects de cette recherche transdisciplinaire ont été publiées sous la forme de trois thèses de doctorat, 6 articles dans des revues évaluées par des pairs internationaux, 6 communications (principalement dans des conférences internationales) et 15 affiches (principalement lors de conférences internationales). La plupart de ces publications a été co-signée avec au moins deux équipes de ce consortium.

Le cancer colorectal est le deuxième cancer le plus mortel chez l’homme. Une fois métastasé, le cancer du côlon qui se propage dans les ganglions lymphatiques ou dans d’autres zones du corps, est alors difficile à traiter. Il est donc très important de pouvoir détecter le plus tôt possible un cancer ou une récidive, de le traiter rapidement et de vérifier l’efficacité des traitements. Le suivi thérapeutique des agents antinéoplasiques reste limité par plusieurs facteurs, tels que l’absence de données sur les concentrations thérapeutiques, l’absence de relation entre toxicité et exposition systémique, les grandes variabilités pharmacocinétiques interindividuelles.

Une manière de contourner ces limitations et d’évaluer le succès d’une chimiothérapie est de corréler le traitement à une quantité de marqueurs tumoraux (substance qui peut être trouvée dans le corps lorsque le cancer est présent). La recherche de nouveaux marqueurs de tumeurs et leur quantification constitue un axe principal de recherche du cancer. Plusieurs travaux et publications soulignent que les patients atteints d’un cancer excrètent dans leurs urines des quantités anormales de nucléosides modifiés (qui sont formés à une étape post-transcriptionnelle par modification chimique de nucléosides de l’ARN). Ces nucléosides modifiés ne peuvent pas être réutilisés par la machinerie cellulaire et ne sont pas plus dégradés; ces biomarqueurs circulants sont par contre directement excrétés dans les urines sous forme intacte. Les taux élevés de nucléosides modifiés dans les échantillons d’urine ont ainsi servi de bio-marqueurs de cancer dans de nombreuses études. Bien que différentes techniques d’analyses de ces bio-marqueurs aient été décrites, elles ne sont pas adaptées à une utilisation en routine (haute technologie, côut elevé, ...).

Ainsi, l'objectif de ce projet est de développer et de valider de nouveux outils diagnostics pour le suivi non-invasif de l’efficacité d’une chimiothérapie du cancer colorectal. L’approche qui sera développée utilisera les développements les plus récents dans les domaines novateurs que sont les biocapteurs acoustiques à base de polymères à empreinte moléculaire (MIP). Ces polymères à empreinte moléculaire seront aussi déposés sur du papier pour une analyse urinaire par bandelettes. Ces technologies (ondes acoustiques et empreintes polymériques) sont capables d'extraire et de dose à des niveaux de détection très bas, un anti-tumoral de l'urine. En plus de détecter et d'identifier les marqueurs tumoraux dans les échantillons d'urine, ces outils permettront d’évaluer l’influence de la chronothérapie du cancer (rythme circadien) sur la quantité de bio-marqueurs. Cette dimension n’a jamais été exploitée à ce jour. En combinant ces nouveaux biocapteurs acoustiques avec la technologie MIP, nous serons capable d’extraire un maximum d'informations sur de très petites quantités de matériel d'échantillonnage.

Étant donné l'incidence élevée du cancer colorectal, ce projet revêt un réel intérêt. Ces outils seront utilisés, dans le cadre de ce projet, pour l’analyse de plus de 3000 échantillons urinaires de patients sous chimiothérapie du cancer colorectal. Il est ainsi nécessaire de développer des outils pour la détection aisée, rapide, sensible, et non-invasive de bio-marqueurs du cancer colorectal. À la fin de ce projet, nous serons capable de proposer des produits de diagnostic (bio-capteur acoustique et bandelettes urinaires) pour le suivi de l’efficacité thérapeutique du cancer colorectal.

Pour garantir le succès de ce projet pluridisciplinaire, le consortium suivant d'équipes expertes a été formé:
-> Chimie organique et médicinale (Pr Agrofoglio – Orléans),
-> Biocapteurs (Pr Rebière – Bordeaux),
-> Bioanalyse (Dr Bénech - CEA),
-> Oncologie et cytologie clinique (Dr Lévi – INSERM, Hôpital Paul Brousse - Villejuif),
-> Polymères et développement industriel (Dr Vidal - MERCK Chimie – ESTAPOR)