Le test non invasif offre un diagnostic rapide du cancer de la peau

Une nouvelle technique d’imagerie permet de détecter les cancers de la peau sans biopsie invasive

Des chercheurs financés par l’Institut National d’Imagerie Biomédicale et de Bioingénierie ont mis au point une technique d’imagerie non invasive qui détecte avec précision le cancer de la peau sans biopsie chirurgicale. La microscopie multiphotonique des mitochondries — de petits organites qui produisent de l’énergie dans les cellules — a identifié avec précision les mélanomes et les carcinomes basocellulaires en détectant des amas anormaux de mitochondries dans les deux types de cancer de la peau.

Le cancer de la peau est le type de cancer le plus courant aux États-Unis et la plupart des types de cancer de la peau sont hautement traitables, surtout s’ils sont détectés tôt. « La technologie développée ici a le potentiel de rendre la détection des cancers de la peau extrêmement rapide et réalisable à des stades très précoces”, explique Behrouz Shabestari, Ph.D., directeur du Programme NIBIB en imagerie optique et Spectroscopie. « Plutôt que de prélever un échantillon de biopsie qui doit être traité puis examiné au microscope par un pathologiste, ce système consiste simplement à regarder à travers le microscope la peau du patient et à déterminer si elle est cancéreuse ou non, en quelques minutes. »

Un groupe de collaborateurs internationaux dirigé par la co-auteure principale Irene Georgakoudi, Ph.D., au Département de génie biomédical de Tufts, a découvert que les mitochondries se comportent très différemment dans les tissus sains par rapport aux tissus cancéreux. Ils ont utilisé une technique de microscopie laser qui tire parti des caractéristiques d’une molécule clé dans les mitochondries, le nicotinamide adénine dinucléotide (NADH), qui est au cœur de la production d’énergie. Ils ont découvert que le NADH, qui fluorescent naturellement sans injecter de colorant ou d’agent de contraste dans les individus dépistés, peut être détecté par microscopie multiphotonique pour fournir des informations utiles sur l’organisation des mitochondries dans les cellules de la peau.

« Le système nous permet d’obtenir des images à très haute résolution de cellules individuelles sans avoir à couper physiquement le tissu », a expliqué Georgakoudi. « Avec cette technique, nous avons constaté que dans les cellules normales, les mitochondries sont réparties dans toute la cellule selon un motif semblable à une toile. À l’inverse, les cellules cancéreuses de la peau présentent un schéma très différent avec les mitochondries trouvées dans des amas ou des amas généralement au centre de la cellule le long de la frontière du noyau. »

Dans cette étude, la technique a été testée chez 10 patients atteints d’un cancer de la peau (mélanome ou carcinome basal) et quatre qui n’avaient pas de cancer de la peau. Les résultats de la technique d’imagerie ont été comparés aux résultats de biopsie traditionnels obtenus de chaque patient. Les résultats ont démontré que la technique d’imagerie identifiait correctement le cancer de la peau chez les 10 patients atteints de cancer et n’établissait aucun faux diagnostic chez les quatre personnes sans cancer de la peau.

Georgakoudi estime que ce test pourrait être utilisé régulièrement dans les cabinets médicaux d’ici cinq ans, bien que le prix de 100 000 $ pour le laser utilisé dans ce microscope pourrait limiter les installations médicales qui seraient en mesure de faire un tel investissement. ”Les lasers moins chers sont à l’horizon », conclut Georgakoudi. « Cependant, cette approche permettrait à un médecin de poser un diagnostic rapide et de commencer le traitement immédiatement, ce qui pourrait à terme réduire les coûts des soins de santé associés à ces cancers très courants.”

Les chercheurs du Département de Génie Biomédical de l’Université Tufts, du Programme de Microbeam Laser et du Département de Dermatologie de l’Université de Californie à Irvine, du Département de Génie Biomédical de l’Université de l’Arkansas et du Département de Médecine Préventive de Malaga, en Espagne, ont rapporté leurs résultats dans le numéro de novembre 2016 de Science Translational Medicine.1

Cette recherche a été financée par les National Institutes of Health grâce à la subvention #P41EB015890 de l’Institut National d’Imagerie Biomédicale et de Bioingénierie. Des fonds supplémentaires ont été fournis par l’American Cancer Society, la Fondation d’utilité publique Alexander S. Onassis et la Fondation Arnold et Mabel Beckman.

1. L’imagerie de la dynamique mitochondriale dans la peau humaine révèle une hypoxie dépendante de la profondeur et un potentiel de diagnostic malin. Pouli D, Balu M, Alonzo CA, Liu Z, Quinn KP, Rius-Diaz F, Harris RM, Kelly KM, Tromberg BJ, Georgakoudi I. Sci Transl Med. 2016 Nov