Le diagnostic du cancer du sein pourrait grandement bénéficier de la spectroscopie

L'analyse de petits dépôts de calcium dans le tissu mammaire peut aider à différencier les tumeurs cancéreuses et bénignes, mais il n'est parfois pas facile de poser un tel diagnostic. Aujourd'hui, une équipe de chercheurs américains estime qu'une nouvelle méthode utilisant un type spécial de spectroscopie pour localiser les dépôts de calcium lors d'une biopsie pourrait grandement améliorer la précision du diagnostic.
L’équipe du Massachusetts Institute of Technology (MIT) et de la Case Western Reserve University (CWRU) écrit sur le travail qui les a menés à cette conclusion dans un article publié en ligne dans Actes de l'Académie nationale des sciences le 24 décembre.

Dépôts de calcium

Les microcalcifications, ou petits dépôts de calcium, se forment lorsque le calcium de la circulation sanguine se dépose sur les protéines et les graisses dégradées laissées par les cellules blessées ou mourantes.
Ils peuvent être un signe révélateur du cancer du sein, mais la plupart des tumeurs qui les contiennent sont bénignes.
Les microcalcifications sont le plus souvent observées dans les tumeurs du sein, mais elles peuvent également survenir, quoique rarement, dans d'autres types de cancer, explique Maryann Fitzmaurice.
La calcification joue également un rôle majeur dans l'athérosclérose ou le durcissement des artères.

La biopsie peut être longue et ardue

Lorsque les microcalcifications apparaissent sur une mammographie, les médecins effectuent une biopsie de suivi du tissu suspect pour rechercher un cancer.

Les chiffres montrent que dans environ 1 cas sur 10 avec de telles microcalcifications, la tumeur est cancéreuse, donc la biopsie de suivi est critique.
Pendant l'intervention, le radiologue prend des rayons X sous trois angles différents pour localiser les minuscules dépôts de calcium, puis insère une aiguille dans le tissu et enlève jusqu'à 10 échantillons de tissu.
Un pathologiste teste ensuite ces échantillons pour voir s'ils contiennent des microcalcifications.
Mais dans 15 à 25% des cas, il n'est pas facile de localiser et de prélever un échantillon de tissu avec précision, ce qui entraîne un diagnostic non concluant. Cela signifie que le patient doit avoir plus de rayons X et subir une chirurgie plus invasive pour récupérer d'autres échantillons.
Mais, comme l'explique Fitzmaurice, cette deuxième tentative est rarement couronnée de succès:
"S'ils ne les obtiennent pas au premier passage, ils ne les reçoivent généralement pas du tout."
"Cela peut devenir une procédure très longue et ardue pour le patient, avec beaucoup d'exposition aux rayons X, et à la fin, ils n'obtiennent toujours pas ce qu'ils recherchent chez un patient sur cinq", ajoute-t-elle. .

Nouvelle méthode utilise un type spécial de spectroscopie

La spectroscopie est un moyen de déterminer la composition d'un matériau en étudiant comment il absorbe ou diffuse des rayonnements tels que la lumière. Il est souvent utilisé en chimie physique et analytique et il existe de nombreuses applications en médecine.

L'un des défis de l'application de la technique à la médecine est le coût et la rapidité: souvent, l'équipement est très coûteux et lent à fournir des résultats "en temps réel".
Au cours des dernières années, l'équipe du MIT et du CWRU a travaillé pour surmonter ce défi afin d'aider le radiologue à déterminer, en quelques secondes, si le tissu contient des microcalcifications ou non.
Au début, ils ont essayé une méthode basée sur la spectroscopie Raman, qui utilise la lumière pour mesurer les changements d'énergie dans les vibrations moléculaires, révélant des structures moléculaires précises. L'avantage de cette méthode est qu'elle est très précise pour identifier les microcalcifications. Mais l'inconvénient est que l'équipement est coûteux et que l'analyse prend beaucoup de temps.
Dans cette dernière étude, les chercheurs décrivent comment ils se sont tournés vers une autre méthode, appelée «spectroscopie par réflectance diffuse», et ont trouvé que les résultats étaient tout aussi précis que la spectroscopie Raman, mais beaucoup plus rapides et moins coûteux.
Le co-auteur Narahara Chari Dingari, postdoc au MIT, a déclaré:
"Avec notre nouvelle méthode, nous pourrions obtenir des résultats similaires avec moins de temps et moins de dépenses."

Taux de réussite de 97% avec spectroscopie de réflectance diffuse

La spectroscopie de réflectance diffuse collecte et analyse la lumière après avoir interagi avec l'échantillon. Cela donne une "signature spectrographique" unique.
Dans leurs PNAS Dans leur article, les auteurs décrivent comment ils ont examiné 203 échantillons de tissus quelques minutes après leur retrait de 23 patients.
Chaque échantillon pourrait être l'un des trois types, chacun avec sa propre signature spectrographique. Il pourrait être sain, il pourrait contenir des lésions sans microcalcifications, ou il pourrait contenir des lésions avec microcalcifications.
En analysant ces modèles, l'équipe a produit un algorithme informatique qui a montré un taux de réussite de 97% dans l'identification des tissus avec des microcalcifications.
Jaqueline Soares, autre auteur principal et postdoc du MIT, suggère que les changements dans la manière dont les différents tissus absorbent la lumière sont probablement dus à des niveaux modifiés de protéines spécifiques (élastine, desmosine et isodesmosine)

Une technologie simple avec une grande précision est une "bonne première étape"

James Tunnell est professeur agrégé de génie biomédical à l’Université du Texas et n’a pas participé à l’étude. Il décrit l’étude comme un «bon premier pas» vers un système qui pourrait avoir un grand impact sur le diagnostic du cancer du sein.
"Cette technologie peut être intégrée dans le système qui est déjà utilisé pour les biopsies. Il s’agit d’une technologie très simple qui peut être aussi précise que des systèmes plus complexes."
L’équipe envisage l’utilisation de cette technique par les radiologistes pour fournir des conseils «en temps réel» améliorés aux procédures de biopsie actuelles.
Comme elle fournit les résultats d'analyse en quelques secondes, la nouvelle technique pourrait aider le radiologue à déplacer l'aiguille à un autre endroit avant de prélever des échantillons.
Les chercheurs prévoient de réaliser une nouvelle étude pour tester l’approche en "temps réel": lors de la réalisation de biposes chez des patients.
Les fonds des Instituts nationaux de la santé, de l'Institut national d'imagerie biomédicale et de génie biologique et de l'Institut national du cancer ont aidé à financer l'étude.
Écrit par Catharine Paddock PhD