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L'ARNm exosomal comme biomarqueur potentiel du cancer de la prostate

L'ARNm exosomal comme biomarqueur potentiel du cancer de la prostate

Le cancer est la deuxième cause de mortalité chez les hommes et les femmes dans le monde. En 2020, 1,41 million de personnes ont été diagnostiquées avec un cancer de la prostate à l'échelle mondiale.1 Avec plus de 300 000 décès causés par le cancer de la prostate en 2022, la détection précoce est cruciale pour réduire la mortalité.14 Récemment, l'ARN exosomal a suscité une attention considérable en tant que source potentielle de biomarqueurs pour la détection précoce de cancers tels que le cancer du sein, le cancer du foie et le cancer de la prostate.12,13 La prostate est une petite glande en forme de noix située sous la vessie et devant le rectum. Elle est responsable de la production du liquide séminal qui transporte les spermatozoïdes.

 

 

Le cancer de la prostate présente plusieurs types, le plus courant étant l'adénocarcinome. D'autres types de cancer de la prostate incluent le carcinome à petites cellules, les sarcomes, les tumeurs neuroendocrines et le carcinome à cellules transitionnelles. Ce type de cancer a tendance à progresser très lentement, se développant localement dans la prostate à un stade précoce, ce qui complique la détection de la maladie à un stade précoce.3 Si détecté à temps, le cancer est hautement traitable et peut souvent être éliminé. Cet article discutera des symptômes et des facteurs de risque du cancer de la prostate, des méthodes de dépistage, de l'importance de l'ARNm exosomal, et enfin, de deux études explorant le potentiel des ARNm exosomaux en tant que biomarqueurs non invasifs pour le dépistage précoce du cancer de la prostate.

Symptômes et facteurs de risque

 

Au stade précoce, il peut ne pas y avoir de signes ni de symptômes en raison de la nature lentement progressive du cancer. Cependant, plusieurs symptômes peuvent apparaître aux stades plus avancés du développement de la maladie. Parmi ceux-ci, on peut noter des difficultés à uriner, une urgence et une fréquence urinaires accrues, la présence de sang dans les urines ou le sperme, des douleurs osseuses, une réduction de la force du jet urinaire, des dysfonctions érectiles et une perte de poids.

Les causes du cancer de la prostate demeurent inconnues, comme c'est le cas pour de nombreux cancers. Cependant, plusieurs facteurs de risque connus sont associés à la maladie. Par exemple, l'âge (50 ans ou plus), l'histoire familiale (antécédents de cancer de la prostate) et le poids (obésité) ont tous été liés au développement du cancer de la prostate 4. La race joue également un rôle dans l'augmentation des chances de développer ce cancer. Une étude de 2023 a indiqué que les hommes noirs sont à risque plus élevé de cancer de la prostate par rapport aux Américains blancs non hispaniques, ce qui pourrait être dû à des facteurs génétiques, des différences alimentaires ou un stress supplémentaire.5

Méthodes de dépistage

Selon les Centers for Disease Control (CDC), une biopsie est la méthode la plus courante pour diagnostiquer le cancer de la prostate.6 Une biopsie de la prostate consiste à retirer un petit échantillon de tissu prostatique pour une analyse plus approfondie. Une aiguille est insérée dans la prostate pour prélever plusieurs échantillons de tissus suspects. Cette méthode de diagnostic est très invasive, douloureuse et inconfortable.

Cependant, avant une biopsie de la prostate, plusieurs tests de dépistage préliminaires sont effectués. Parmi ces tests figurent un examen rectal numérique (DRE), un test sanguin de l'antigène prostatique spécifique (PSA), une échographie transrectale et une imagerie par résonance magnétique (IRM). 7 Le test sanguin PSA est la méthode la plus courante de dépistage du cancer de la prostate. Ce test mesure la quantité d'antigène prostatique spécifique (une protéine) présente dans le corps. Lorsqu'une personne développe un cancer de la prostate, elle a une quantité élevée de PSA. Bien que ce soit un test courant pour le dépistage du cancer de la prostate, le test sanguin PSA peut s'avérer peu fiable, car il existe plusieurs autres raisons pour lesquelles une personne pourrait avoir des niveaux élevés de cette protéine. Les cellules prostatiques normales produisent du PSA ; par conséquent, des conditions bénignes (non cancéreuses) telles que la prostatite (prostate enflammée) et l'hyperplasie bénigne de la prostate (HBP) (prostate élargie) peuvent également augmenter les niveaux de PSA dans le sang.8 De plus, des activités telles qu'un exercice intense, une éjaculation ou même un accident de voiture peuvent également faire monter les niveaux de PSA. L'imprévisibilité du test sanguin PSA et le caractère invasif de la biopsie rendent nécessaire une approche de détection du cancer de la prostate plus fiable et non invasive. Récemment, les ARNm exosomaux ont suscité un intérêt considérable parmi les chercheurs en tant que biomarqueur potentiel pour la détection du cancer de la prostate. La collecte d'échantillons pour l'ARNm exosomal est beaucoup moins invasive, car les exosomes peuvent être trouvés dans des fluides corporels. De plus, les ARNm exosomaux peuvent fournir des résultats plus précis et fiables par rapport aux tests sanguins PSA en raison de la spécificité des tests.

Pourquoi l'ARNm exosomal ?

Commençons par définir ce que sont les ARNm, les exosomes et la fonction de l'ARNm exosomal dans le diagnostic du cancer. L'ARN messager (ARNm) est un ARN simple brin qui joue un rôle dans la synthèse des protéines. Transcrit à partir d'un modèle d'ADN, l'ARNm transporte les informations codant pour des protéines du noyau d'une cellule vers le cytoplasme.9 L'analyse de l'ARNm peut nous donner un aperçu de la composition fonctionnelle des cellules, de l'expression des gènes et des mutations spécifiques qui peuvent provoquer des maladies comme le cancer. D'autre part, les exosomes sont des vésicules extracellulaires (EV) sécrétées par tous types de cellules et pouvant être trouvées dans la salive, le plasma, l'urine et d'autres fluides corporels. Constitués d'une bicouche lipidique, les exosomes contiennent des acides nucléiques et des protéines à l'intérieur ainsi que sur leur surface, ce qui aide à la communication intercellulaire, au maintien des cellules et à la progression tumorale. 10 Les exosomes transportent des informations provenant de toutes les cellules, y compris des cellules cancéreuses, et contiennent toutes sortes d'informations, telles que des miARN, des ARNm, de l'ADN, des protéines, et bien plus encore.

ARNm exosomaux circulants en tant que biomarqueurs

Une étude réalisée en 2021 visait à caractériser l'ARNm exosomal circulant afin d'explorer leur potentiel en tant que biomarqueurs pour le cancer de la prostate. Les exosomes peuvent être trouvés partout dans le corps et peuvent contenir des informations différentes selon leur emplacement. Pour démontrer que les ARNm exosomaux peuvent fournir des résultats aussi précis que ceux des tissus cancéreux de la prostate, les chercheurs ont comparé l'ARNm des tissus avec l'ARNm exosomal circulant dans le sang via un séquençage de l'ARN. Ils ont découvert que l'ARNm provenant des cellules des tissus cancéreux de la prostate et l'ARNm exosomal circulant reflétaient les mêmes informations. Ils ont obtenu des échantillons de 76 patients atteints de cancer de la prostate et de 84 patients présentant une hyperplasie bénigne de la prostate (HBP). Après une série d'analyses par séquençage de l'ARN, ils ont identifié 6 ARNm exosomaux circulants régulés à la hausse qui présentaient des différences significatives dans les niveaux d'expression entre les patients atteints de cancer de la prostate, les patients atteints d'HBP et le groupe de contrôle.2 Cela a montré une promesse significative que l'ARNm exosomal circulant peut être utilisé comme biomarqueur pour la détection du cancer de la prostate. Cette étude était basée sur des échantillons sanguins, car les exosomes circulants peuvent être trouvés dans le sang et le plasma. Cependant, cela n'est pas encore complètement non invasif. Existe-t-il une méthode complètement non invasive pour détecter le cancer de la prostate ? Oui, une étude plus récente de 2024 explore l'utilisation de l'ARNm exosomal urinaire pour détecter le cancer de la prostate. C'est ce que nous allons couvrir ensuite.

ARNm exosomaux urinaires en tant que biomarqueurs potentiels

Jiayin Yu et al. ont étudié "l'utilisation des ARNm exosomaux urinaires comme biomarqueurs potentiels pour la détection précoce du cancer de la prostate". Abordons pourquoi ils ont choisi l'ARNm exosomal urinaire. Tout d'abord, ils ont choisi l'urine en raison du processus de collecte d'échantillons pratique et non invasif, ce qui la rend idéale pour le dépistage de masse et la détection précoce. Deuxièmement, l'ARNm exosomal a été analysé en raison de sa stabilité dans l'organisme. Grâce à la bicouche lipidique des exosomes, les informations génétiques à l'intérieur sont protégées contre la dégradation par les nucléases.

Méthodes et résultats

L'équipe de recherche a collecté 40 ml d'échantillons d'urine auprès de 155 individus entre juin 2016 et juin 2019. L'équipe a ensuite extrait l'ARN des exosomes urinaires en utilisant le Kit d'Isolation d'ARN Exosomal Urinaire de Norgen Biotek. La qualité et l'intégrité de l'ARN ont été confirmées avant que l'équipe de recherche ne soumette l'ARN exosomal purifié à un séquençage de nouvelle génération (NGS). Pour valider les cibles, ils ont synthétisé de l'ADNc pour effectuer une réaction de polymérisation en chaîne quantitative (qPCR).11 Saviez-vous qu'utiliser le Kit d'Isolation d'ARN Exosomal Urinaire de Norgen Biotek  élimine le besoin d'un processus en deux étapes consistant à isoler d'abord les exosomes, puis l'ARN ?

L'analyse a révélé que « les 10 ARNm présentant les différences les plus significatives associées au cancer de la prostate ont été sélectionnés comme gènes candidats. Ces gènes comprenaient RAB5B, WWP1, MCF2L, HIST2H2BF, ZFY, MARK2, PASK, RBM10, NRSN2 et PCGF1 ». En réalisant une qPCR et une électrophorèse, 8 (RAB5B, WWP1, HIST2H2BF, ZFY, MARK2, PASK, RBM10 et NRSN2) des 10 ARNm ont été identifiés et prouvés supérieurs au PSA sanguin en tant qu'indicateur du cancer de la prostate. L'étude a conclu que leur modèle complet d'ARNm exosomaux urinaires est une meilleure méthode de dépistage du cancer de la prostate avec une sensibilité de 70 à 90 % et une spécificité de 20 à 40 %.11

Résumé

Dans l'ensemble, le cancer de la prostate est l'une des principales causes de décès chez les hommes. Bien qu'il existe plusieurs méthodes de dépistage du cancer de la prostate, telles que l'examen rectal numérique (DRE) ou le test sanguin PSA, elles sont invasives et peu fiables. Cela souligne la nécessité d'identifier une méthode non invasive, plus précise et fiable pour le dépistage du cancer de la prostate. Les recherches actuelles utilisant l'ARNm exosomal urinaire montrent des résultats prometteurs pour la détection précoce du cancer de la prostate. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour établir fermement les ARNm exosomaux urinaires en tant qu'outil de diagnostic du cancer de la prostate. Cela dit, ici chez Norgen Biotek, nous sommes prêts à aider à faire avancer la recherche avec nos kits d'exosomes urinaires tels que le Kit d'Isolation d'ARN Exosomal Urinaire et les Kits de Purification et d'Isolation d'ARN Exosomal Urinaire.

 

References

  1. World Health Organization. (n.d.).Cancer. World Health Organization. https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/cancer
  2. Ji, J., Chen, R., Zhao, L., Xu, Y., Cao, Z., Xu, H., Chen, X., Shi, X., Zhu, Y., Lyu, J., Jiang, J., Wang, Y., Zhou, T., He, J., Wei, X., Wu, J. B., Yang, B., & Wang, F. (2021, March 30).Circulating exosomal mRNA profiling identifies novel signatures for the detection of prostate cancer - molecular cancer. SpringerLink. https://link.springer.com/article/10.1186/s12943-021-01349-z#Fig1
  3. Prostate cancer: Symptoms, causes & treatment. Cleveland Clinic. (2024a, June 14). https://my.clevelandclinic.org/health/diseases/8634-prostate-cancer
  4. Canadian Cancer Society / Société canadienne du cancer. (2020, October).Risks for prostate cancer. Canadian Cancer Society. https://cancer.ca/en/cancer-information/cancer-types/prostate/risks
  5. Vickers, A. J., Mahal, B., & Ogunwobi, O. O. (2023, January).Racism does not cause prostate cancer, it ...ASCO Publications. https://ascopubs.org/doi/10.1200/JCO.22.02203
  6. Centers for Disease Control and Prevention. (2024c, August). Diagnosing prostate cancer. Centers for Disease Control and Prevention. https://www.cdc.gov/prostate-cancer/diagnosis/index.html
  7. Mayo Foundation for Medical Education and Research. (2023, April 27). Prostate biopsy.  Mayo Clinic. https://www.mayoclinic.org/tests-procedures/prostate-biopsy/about/pac-20384734
  8. Prostate-specific antigen (PSA) test. NCI. (2022). https://www.cancer.gov/types/prostate/psa-fact-sheet
  9. Shen, S. (n.d.).Messenger RNA (mRNA). Genome.gov. https://www.genome.gov/genetics-glossary/messenger-rna
  10. Doyle, L. M., & Wang, M. Z. (2019, July 15).Overview of extracellular vesicles, their origin, composition, purpose, and methods for exosome isolation and analysis. U.S. National Library of Medicine. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6678302/#sec1dot2dot3-cells-08-00727
  11. Yu, J., Yu, C., Jiang, K., Yang, G., Yang, S., Tan, S., Li, T., Liang, H., He, Q., Wei, F., Li, Y., Cheng, J., & Wang, F. (2024, August 1).Unveiling potential: Urinary exosomal mRNAs as non-invasive biomarkers for early prostate cancer diagnosis - BMC urology. SpringerLink.https://link.springer.com/article/10.1186/s12894-024-01540-6#ref-CR10
  12. Jia, Y., Chen, Y., Wang, Q., Jayasinghe, U., Luo, X., Wei, Q., Wang, J., Xiong, H., Chen, C., Xu, B., Hu, W., Wang, L., Zhao, W., & Zhou, J. (2017, June 20).Exosome: Emerging biomarker in breast cancer. U.S. National Library of Medicine.https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5522217/
  13. Li, Y., Zheng, Q., Bao, C., Li, S., Guo, W., Zhao, J., Chen, D., Gu, J., He, X., & Huang, S. (2015, July 3).Circular RNA is enriched and stable in exosomes: A promising biomarker for cancer diagnosis. Nature News.https://www.nature.com/articles/cr201582
  14. World Cancer Research Fund International. (2024, June 26).Prostate cancer statistics: World Cancer Research Fund International. WCRF International. https://www.wcrf.org/cancer-trends/prostate-cancer-statistics/