De nouvelles analyses sanguines promettent de détecter le cancer plus tôt, avant même la formation de tumeurs

Des scientifiques développent des analyses sanguines capables de détecter le cancer bien avant l’apparition des symptômes, marquant un passage du traitement des tumeurs à l’interception de la maladie des décennies avant qu’elle ne se manifeste. Cette approche cible des processus biologiques et des signaux d’alerte moléculaires qui émergent des années avant que le cancer ne devienne évident.

Des scientifiques ont conçu un puissant capteur optique capable de détecter des quantités extrêmement infimes de biomarqueurs de cancer dans le sang. Cette innovation pourrait, à terme, permettre aux médecins d’identifier des signes avant-coureurs de cancer et d’autres maladies via une simple prise de sang de routine. Le capteur associe des nanostructures d’ADN, des points quantiques et la technologie d’édition génomique CRISPR afin de détecter de faibles signaux de biomarqueurs grâce à une approche optique appelée génération de seconde harmonique (second harmonic generation, SHG), selon Han Zhang, responsable de l’équipe de recherche à l’Université de Shenzhen en Chine.

Dans Optica, la revue d’Optica Publishing Group dédiée aux recherches à fort impact, l’équipe a rapporté que l’appareil détectait des biomarqueurs du cancer du poumon dans des échantillons de patients à des niveaux sub-attomolaires. Même lorsque seules quelques molécules étaient présentes, le système produisait un signal net et mesurable. Comme la plateforme est programmable, elle pourrait potentiellement être adaptée pour identifier des virus, des bactéries, des toxines environnementales ou des biomarqueurs liés à des affections comme la maladie d’Alzheimer.

La méthode laisse espérer des dépistages sanguins simples du cancer du poumon avant qu’une tumeur ne soit visible au scanner (CT). Elle pourrait également faire progresser les options de traitement personnalisé en permettant aux médecins de suivre quotidiennement ou hebdomadairement les niveaux de biomarqueurs d’un patient afin d’évaluer l’efficacité d’un médicament, plutôt que d’attendre des mois les résultats d’imagerie.

La plupart des tests actuels de biomarqueurs nécessitent une amplification chimique pour augmenter des signaux moléculaires minuscules, ce qui ajoute du temps, de la complexité et des coûts. Les chercheurs ont cherché à créer une stratégie de détection directe supprimant ces étapes supplémentaires. Le système repose sur la SHG, un phénomène optique non linéaire dans lequel la lumière incidente est convertie en une lumière de moitié de longueur d’onde. Dans cette conception, la SHG se produit à la surface d’un semi-conducteur bidimensionnel appelé disulfure de molybdène (MoS₂).

Pour positionner précisément les composants de détection, l’équipe a construit des tétraèdres d’ADN, de petites nanostructures en forme de pyramide constituées entièrement d’ADN. Ces structures maintiennent des points quantiques à des distances soigneusement contrôlées de la surface de MoS₂. Les points quantiques intensifient le champ optique local et augmentent le signal SHG. La technologie d’édition génomique CRISPR-Cas a ensuite été intégrée pour reconnaître des biomarqueurs spécifiques. Lorsque la protéine Cas12a détecte sa cible, elle coupe les brins d’ADN qui ancrent les points quantiques. Cette action déclenche une baisse mesurable du signal SHG. Comme la SHG génère très peu de bruit de fond, le système peut détecter des concentrations extrêmement faibles de biomarqueurs avec une grande sensibilité.

Pour évaluer les performances en conditions réelles, les chercheurs se sont concentrés sur miR-21, un biomarqueur microARN associé au cancer du poumon. Après avoir confirmé que l’appareil pouvait détecter miR-21 dans une solution tampon contrôlée, ils l’ont testé avec du sérum humain provenant de patients atteints d’un cancer du poumon afin de simuler un véritable test sanguin. Le capteur a très bien fonctionné, montrant que l’intégration de l’optique, des nanomatériaux et de la biologie peut constituer une stratégie efficace pour optimiser un dispositif. Le capteur s’est aussi montré très spécifique, ignorant d’autres brins d’ARN similaires et ne détectant que la cible liée au cancer du poumon.

Les scientifiques développent également des tests de détection précoce multi-cancers (multi-cancer early detection tests, MCEDs), qui recherchent de minuscules fragments d’ADN dans le sang. Les MCEDs fonctionnent en recherchant l’ADN tumoral circulant, ou ctDNA (circulating tumour DNA) – des fragments d’ADN que des cellules cancéreuses ou précancéreuses libèrent dans le sang. Même des cancers très précoces libèrent cet ADN, de sorte que les tests pourraient détecter la maladie bien avant qu’elle n’apparaisse sur un examen.

Les MCEDs peuvent améliorer les taux de survie grâce au diagnostic précoce, en particulier pour le cancer colorectal. Lorsque les médecins diagnostiquent un cancer colorectal au stade 1, 92% des patients sont en vie à cinq ans. Mais lorsqu’ils le détectent au stade 4, seuls 18% survivent aussi longtemps. Ces tests ne sont toutefois pas parfaits. Ils manquent certains cancers, et des résultats positifs nécessitent encore des examens de confirmation. Malgré cela, des travaux suggèrent que les MCEDs pourraient devenir essentiels pour détecter des cancers qui passent généralement inaperçus jusqu’à un stade bien plus tardif.

Les chercheurs traquent des signaux d’alerte précoces subtils qui apparaissent longtemps avant que le cancer ne devienne évident. Il s’agit notamment de mutations génétiques qui s’accumulent discrètement dans les cellules, leur donnant des avantages face aux défenses immunitaires. Ils s’intéressent aussi à des lésions précancéreuses comme des grains de beauté ou des polypes, ainsi qu’à des modifications visibles précoces des tissus.

De vastes études génétiques montrent qu’avec l’âge, l’organisme accumule de petits groupes de cellules mutées appelés clones, qui se développent silencieusement. Les scientifiques ont particulièrement bien étudié ce phénomène dans le sang. Ces clones peuvent aider à prédire qui pourrait développer des cancers du sang comme la leucémie, et la génétique, l’inflammation ainsi que des facteurs environnementaux les influencent fortement. Point crucial, les médecins peuvent mesurer et suivre ces changements au fil du temps. Cela ouvre des possibilités d’intervention précoce.

Une étude sur 16 ans a suivi environ 7.000 femmes et a mis en lumière le fonctionnement de ces mutations. Certaines mutations aidaient les clones à se multiplier plus vite, tandis que d’autres les rendaient particulièrement sensibles à l’inflammation. En présence d’inflammation, ces clones sensibles se développaient. Décrypter ces schémas aide les chercheurs à identifier les personnes présentant une probabilité plus élevée de développer un cancer plus tard.

Ces recherches révèlent un aspect fondamental du cancer. Il ne s’agit pas d’un événement soudain qui produit instantanément une tumeur. Au contraire, le cancer se développe via un processus lent, en plusieurs étapes, avec des signaux d’alerte détectables en chemin. Ces signes précoces pourraient devenir des cibles puissantes pour empêcher le cancer de démarrer.

Les chercheurs en cancérologie envisagent de combiner mutations génétiques, facteurs environnementaux et résultats des MCEDs pour guider une prévention précoce du cancer. Mais le cancer diffère des maladies cardiaques à des égards importants. Il ne suit pas un parcours prévisible, et certaines lésions précoces régressent ou ne progressent jamais. Il existe aussi un risque de surdiagnostic. Apprendre qu’on présente un risque accru alors qu’on se sent parfaitement en bonne santé génère de l’anxiété.

Les tests MCEDs soulèvent aussi leurs propres questions éthiques. La précision n’est pas la seule question en jeu. Les tests signalent parfois un cancer alors qu’il n’existe pas, entraînant des examens d’imagerie et des biopsies de confirmation dont les patients n’ont pas réellement besoin. L’anxiété liée à tout cela a un coût élevé, tant pour les patients que pour le système de santé. Si ces tests sont coûteux ou uniquement disponibles dans le secteur privé, ils pourraient aggraver les inégalités de santé. Cette préoccupation est particulièrement forte dans les pays à faible revenu.

Aux États-Unis, l’autorité de régulation des médicaments examine comment les analyses sanguines MCEDs devraient fonctionner. Elle étudie le niveau de fiabilité requis et les examens de suivi que les médecins devraient imposer pour garantir la sécurité des patients. Le Royaume-Uni suit la même voie. Le National Cancer Plan for England, publié le 4 février 2026, s’engage à fournir 9,5 millions d’examens diagnostiques supplémentaires via le NHS.

Le prochain objectif pour le capteur CRISPR est de miniaturiser le système optique. Les chercheurs visent à développer une version portable qui pourrait être utilisée au chevet du patient, dans des consultations externes ou dans des zones reculées disposant de ressources médicales limitées.