De récents travaux de recherche conjoints des équipes menées par le professeur Yasuteru URANO de l'université de Tokyo et le professeur Hisataka KOBAYASHI du National Cancer Institute américain basé à Bethesda, ont conduit au développement d'une sonde moléculaire permettant de rendre les cellules de certains cancers fluorescentes et de faciliter ainsi la détection des tumeurs.
La tomographie par émission de positrons et l'imagerie par résonance magnétique sont des examens couramment employés pour détecter des masses tumorales par exemple. Cependant, les résolutions des images obtenues par ces techniques ne permettent pas l'observation de petites tumeurs (inférieures à 1 centimètre). Des sondes moléculaires peuvent également être utilisées mais requièrent souvent une administration préalable de plusieurs heures.
Le réactif développé par les scientifiques exploite la ?-glutamyltranspeptidase (GGT). Cette glycoprotéine enchâssée dans la membrane cellulaire est notamment impliquée dans le métabolisme du glutathion et dans le transport d'acides aminés à l'intérieur des cellules. La GGT présente une activité particulièrement importante dans les cellules cancéreuses du poumon, du sein, du cerveau, des ovaires et de l'utérus.
Dans le but d'exploiter cette forte d'activité enzymatique, les chercheurs ont développé la ?-glutamyl Hydroxymethyl Rhodamine Green (gGlu-HMRG), sonde moléculaire fluorescente jouant le rôle de substrat. L'enzyme GGT coupe la molécule gGlu-HMRG en gGlu et HMRG. Une fois cette coupure réalisée, la molécule HMRG va pénétrer dans la cellule et émettre une puissante lumière de couleur verte. L'accumulation d'une grande quantité de molécules HMRG facilitée par l'activité importante de la GGT, entraîne alors une émission accrue de lumière et une identification facilitée des tumeurs, même celles d'une taille inférieure à un millimètre. Les résultats des calculs effectués par les chercheurs ont indiqué que les cellules cancéreuses émettent une lumière 20 fois plus importante que les cellules saines.
D'après les expériences réalisées sur des souris femelles atteintes de cancer des ovaires, l'application du réactif à l'aide d'un spray a permis l'activation de la gGlu-HMRG en une minute. Cette sonde moléculaire fluorescente pourrait être utilisée dans le cadre d'opérations chirurgicales lourdes nécessitant par exemple l'ablation de l'intégralité des cellules cancéreuses, notamment les petites tumeurs mobiles à l'origine des métastases.
Les scientifiques travaillent actuellement au développement d'autres sondes permettant de détecter les tumeurs de l'estomac et du colon notamment. Le compte rendu exhaustif de ces travaux de recherche financés par la Japan Science and Technology Agency a été publié dans la revue scientifique Science Translational Medicine datée du 23 novembre.
