Une nouvelle méthodologie de biopsie liquide permet de surveiller l’évolution de la maladie chez les patients atteints d’un cancer métastatique de la prostate

Publié aujourd’hui dans Cellule cancéreuseles résultats d’une étude dirigée par Joaquin Mateo, chef du groupe de recherche translationnelle sur le cancer de la prostate de l’Institut d’oncologie de Vall d’Hebron (VHIO), montrent que le matériel ADN/ARN contenu dans les vésicules extracellulaires circulantes sécrétées dans la circulation sanguine par les cellules tumorales, capture la génomique du cancer et l’évolution transcriptomique chez les patients atteints d’un cancer de la prostate métastatique.

« Nos résultats ouvrent la voie à des biomarqueurs de réponse au traitement et de résistance acquise aux médicaments pour aider à guider les décisions cliniques chez les patients individuels atteints d’un cancer de la prostate métastatique tout au long de la maladie », explique Mateo, oncologue médical à l’hôpital universitaire Vall d’Hebron (HUVH), campus Vall d’Hebron, et auteur correspondant de cette étude dirigée par le VHIO.

Avec environ 1,5 million de nouveaux cas et 397 000 décès dans le monde, le cancer de la prostate est le deuxième cancer le plus fréquent au monde et la cinquième cause de décès par cancer chez les hommes en 2022. Les taux de mortalité ont diminué dans la plupart des pays à revenu élevé depuis le milieu des années 1990, ce qui reflète probablement les progrès des traitements et une détection plus précoce. De nos jours, la majorité des patients atteints d’un cancer de la prostate diagnostiqué à un stade précoce peuvent être guéris par chirurgie du cancer, radiothérapie ou curiethérapie avec ou sans hormonothérapie.

Dans le cancer métastatique de la prostate, de nouvelles thérapies systémiques, des traitements hormonaux ou une chimiothérapie ont amélioré la survie des patients dans ce contexte, mais les réponses au traitement sont très hétérogènes et les tumeurs finissent par développer une résistance aux médicaments anticancéreux.

« Le développement de nouveaux outils et l’identification de nouveaux biomarqueurs de réponse et de résistance sont essentiels pour guider et adapter les stratégies de traitement basées sur le suivi de l’évolution tumorale chez chaque patient », ajoute Mateo.

Vésicules extracellulaires circulantes

Dans des conditions normales, les vésicules extracellulaires sont des conduits de communication intercellulaire et des médiateurs de divers processus biologiques. Ces particules hétérogènes contiennent des protéines, des lipides, des métabolites, de l’ARN et de l’ADN comme cargaison. Les vésicules extracellulaires produites par les cellules tumorales favorisent la communication entre les cellules cancéreuses et leur composition en protéines joue un rôle clé dans la progression tumorale, la régulation immunitaire et les métastases.

« Cependant, le potentiel des vésicules extracellulaires tumorales comme source de biomarqueurs d’ADN et d’ARN cliniquement pertinents reste largement inexploré. Nous avons maintenant développé une nouvelle application de biopsie liquide pour l’analyse des vésicules circulantes sécrétées par les cellules cancéreuses et réalisé un profilage multiomique pour la caractérisation génomique et transcriptomique de ces tumeurs », explique Irene Casanova, chercheuse associée du groupe de Joaquin Mateo et première auteure de cet article.

Profil transcriptomique et génomique du cancer métastatique de la prostate par biopsie liquide

Les chercheurs ont analysé des biopsies liquides – recueillies par prélèvement de plasma tout au long de la maladie – d’une cohorte rétrospective de 53 patients atteints d’un cancer de la prostate métastatique résistant à la castration et ayant reçu un traitement par hormonothérapie ou chimiothérapie. Ils ont étudié l’ADN et l’ARN dans des vésicules extracellulaires circulantes, dont les résultats confirment que ces vésicules contiennent du matériel génétique dérivé de la tumeur qui peut aider à identifier des mutations spécifiques présentes dans les cellules tumorales et à prévoir l’évolution de la maladie.

Grâce à une nouvelle technique de biopsie liquide, les résultats démontrent que l’ADN et l’ARN contenus dans les vésicules circulantes reflètent les caractéristiques génomiques et transcriptomiques du cancer métastatique de la prostate. De plus, les résultats de l’analyse de l’expression de l’ARNm, réalisée pour la première fois dans des vésicules extracellulaires lors de biopsies liquides, permettent de surveiller les changements sous traitement dans ces tumeurs.

« L’étude des caractéristiques transcriptomiques par biopsie liquide dans des échantillons cliniques s’est généralement avérée infructueuse en raison de la dégradation rapide de l’ARN lorsqu’il n’est pas protégé par la membrane cellulaire. Notre étude montre que l’ARNm tumoral encapsulé dans des vésicules extracellulaires circulantes est protégé et représente donc une source prometteuse d’informations cliniquement pertinentes », ajoute Casanova.

Réalisés en collaboration avec des collègues de l’Institut de recherche Principe Felipe (CIPF) de Valence et du Centre national de recherche sur le cancer (CNIO) de Madrid, les chercheurs ont caractérisé le profil transcriptomique de ces tumeurs qui pourrait servir de biomarqueur de réponse ou de résistance au traitement. Leurs résultats pourraient également élargir les possibilités d’étude du cancer à partir de biopsies liquides mini-invasives.

« La résistance aux médicaments reste un défi majeur pour traiter plus efficacement le cancer. Les mécanismes adaptatifs de résistance se produisent plus rapidement et de manière plus dynamique que les mutations entraînant une résistance acquise. Le suivi de ces changements au fur et à mesure qu’ils se produisent par biopsie liquide permettra une prise de décision clinique en temps réel et la sélection de traitements adaptatifs pour aider à lutter plus tôt contre l’évolution de la dynamique tumorale », conclut Mateo.