La salive est-elle l’avenir de la détection des cancers ?

À la fin des années 1950, le dentiste et capitaine de la marine américaine Kirk C. Hoerman, alors un jeune homme dans la trentaine, a tenté de répondre à une question audacieuse : la salive des patients atteints d'un cancer de la prostate pourrait-elle avoir des caractéristiques différentes de celle des personnes en bonne santé ? Pourrait-il contenir des traces d'une maladie si éloignée de la bouche?

Sans perdre plus de leur propre salive dans des discussions élaborées, Hoerman et ses collègues du département de recherche dentaire du Naval Training Center de Great Lakes, dans l'Illinois, se sont mis au travail. Ils ont analysé des échantillons de plus de 200 patients et témoins sains et ont découvert que la salive de patients atteints d'un cancer de la prostate non traité montrait une augmentation significative des niveaux d'enzymes appelées phosphatases acides.

Écrivant en 1959 dans la revue Cancer, les chercheurs ont alors fait une réflexion prémonitoire : qu'il peut être utile d'observer des changements biochimiques discrets dans des tissus éloignés du site d'origine de la tumeur.

Plus de 60 ans plus tard, l'idée que l'analyse de la salive peut être utilisée pour détecter différents types de cancer gagne du terrain dans la communauté scientifique. Dans la littérature spécialisée, les articles contenant les mots-clés « diagnostic », « cancer » et « salive » ont plus que décuplé au cours des deux dernières décennies, passant de 26 en 2001 à 117 en 2011, 183 en 2016 et 319 en 2021, selon la Base de données PubMed, un moteur de recherche d'articles de recherche biomédicale.

L'attrait de cette approche est évident. Bien que le cancer puisse être diagnostiqué par biopsie tissulaire, cela nécessite des médecins formés maniant de longues aiguilles, des scalpels, des endoscopes ou d'autres outils pour faire levier dans le corps pour prélever des échantillons. La biopsie liquide, qui recherche des traces de composants tumoraux dans des fluides tels que le sang, l'urine, le liquide céphalo-rachidien, le sperme ou la salive, est une alternative moins invasive. Parmi ceux-ci, l'échantillon le plus simple à prélever est sans aucun doute la salive.

L'approche a déjà porté ses fruits : en 2021, la Food and Drug Administration des États-Unis a attribué une désignation de dispositif innovant à un outil de prédiagnostic du cancer de la bouche et de la gorge à base de salive développé par la société américaine Viome. (De telles désignations sont accordées à de nouveaux dispositifs médicaux qui ont le potentiel de fournir un traitement ou un diagnostic plus efficace de maladies potentiellement mortelles.) Basé sur l'intelligence artificielle et l'apprentissage automatique, l'outil analyse un échantillon de salive pour l'activité des gènes (en particulier, ARN messager) appartenant à la communauté bactérienne logée dans la bouche. Pour des raisons inconnues, cette communauté est modifiée lorsqu'une tumeur se développe sur les lèvres, la langue, la gorge ou les zones environnantes.

 «Pendant des décennies, la salive a été considérée comme un beau-fils du sang», explique le chimiste Chamindie Punyadeera, qui a passé une décennie à travailler sur le test de diagnostic de la salive de Viome. Maintenant à l'Université Griffith en Australie, elle est l'auteur principal d'une étude de 2021 décrivant le développement du test en médecine génomique NPJ. Mais cette vision de la salive comme une réflexion après coup pourrait commencer à changer dans les années à venir à mesure que les techniques d'analyse progressent et qu'une meilleure compréhension se développe des informations qu'elle peut contenir. "Parce que la salive peut être collectée de manière non invasive, un patient autonome pourrait prélever plusieurs échantillons et devenir le responsable de ses propres tests de diagnostic", prédit Punyadeera.

Le trésor contenu dans la salive

Chaque jour, les glandes salivaires d'un adulte moyen produisent entre 500 et 1 500 millilitres de salive pour faciliter la digestion et préserver la santé bucco-dentaire. En plus des enzymes, des hormones, des anticorps, des médiateurs inflammatoires, des débris alimentaires et des micro-organismes, la salive contient des traces d'ADN et d'ARN ou de protéines provenant de tumeurs.

"L'objectif du diagnostic salivaire est de développer une détection rapide et non invasive des maladies buccales et systémiques", écrivent les scientifiques dentaires Taichiro Nonaka de la Louisiana State University et David T.W. Wong de l'Université de Californie à Los Angeles, dans un article sur le diagnostic de la salive publié dans l'Annual Review of Analytical Chemistry 2022. Le domaine se développe rapidement en raison des progrès des "sciences omiques" qui analysent de grandes collections de molécules impliquées dans le fonctionnement d'un organisme - telles que la génomique (génomes), la protéomique (protéines) ou la métabolomique (métabolites) - ainsi que des méthodes de analyser de grandes quantités de données. Par exemple, le protéome de la salive - un catalogue exhaustif des protéines présentes dans ce liquide - est déjà disponible, et on sait qu'entre 20 et 30% du protéome de la salive chevauche celui du sang. 

Mais "l'étude des diagnostics par la salive est un domaine relativement nouveau", explique Nonaka. Ce n'est qu'au cours de la dernière décennie, dit-il, que l'on a appris que les glandes salivaires - parotides, sous-mandibulaires et sublinguales, ainsi que d'autres glandes mineures, à proximité des vaisseaux sanguins - transfèrent des informations moléculaires. 

Aujourd'hui, dans la salive - et aussi dans le sang - les scientifiques commencent à rechercher et à trouver l'ADN tumoral circulant (ctDNA), qui est l'ADN qui est éliminé des cellules cancéreuses lorsqu'une tumeur est présente dans le corps. Plusieurs études ont identifié des biomarqueurs - tels que des protéines qui sont produites en plus grande quantité dans les cellules cancéreuses ou des modifications génétiques qui se produisent dans les cellules tumorales - qui pourraient être utilisées pour détecter les tumeurs de la tête et du cou, du sein, de l'œsophage, du poumon, du pancréas et de l'ovaire, ainsi que pour surveiller la réponse du patient aux thérapies. 

Les scientifiques ont découvert que la salive peut contenir des signaux biochimiques (biomarqueurs) qui fournissent une alerte qu'une personne a un cancer du poumon non à petites cellules, le type de cancer du poumon le plus courant. Ces signaux sont l'ADN tumoral circulant (ctDNA) et les exosomes dérivés de la tumeur qui pénètrent dans la circulation et atteignent les glandes salivaires. Les deux sont absorbés par les cellules sécrétoires (acineuses) des glandes salivaires et sont inclus dans la salive produite par les glandes. La présence de certaines mutations de l'ADNct, associée aux informations fournies par les exosomes, permet une détection précoce et offre un éclairage sur le traitement de ce type de cancer.

Par exemple, en 2015, des chercheurs chinois ont publié que l'identification de deux fragments d'un brin d'ARN (microARN) dans la salive permettait la détection d'un cancer malin du pancréas chez 7 patients sur 10 atteints de la maladie. Une revue plus récente de 14 études impliquant plus de 8 000 participants a estimé que les patientes atteintes d'un cancer du sein étaient 2,58 fois plus susceptibles d'avoir certains biomarqueurs détectables par la salive - bien que 39% des résultats de test négatifs concernaient des patientes qui avaient effectivement un cancer du sein. La recherche dans le domaine est prometteuse, mais nécessitera d'autres études prospectives pour déterminer son applicabilité clinique, dit Nonaka.

"Un grand avantage des biopsies liquides est qu'elles peuvent balayer jusqu'à 50 types de cancers à un stade précoce à la fois, lorsqu'ils peuvent être traités chirurgicalement ou sont candidats à des traitements courts et ciblés", explique la biologiste Marina Simián, chercheuse à l'Université d'Argentine. Conseil national de la recherche scientifique et technique de l'Institut des nanosystèmes de l'Université nationale de San Martín, à Buenos Aires. Simián est également cofondateur de la société Oncoliq, qui vise la détection précoce des tumeurs du sein, de la prostate et d'autres tumeurs à partir d'un échantillon de sang. 

"Avec les outils d'aujourd'hui, très peu d'organes sont dépistés pour le cancer", explique Simián. Les dépistages courants incluent ceux de la prostate, du sein, du col de l'utérus, du côlon après l'âge de 50 ans et des poumons pour ceux qui ont beaucoup fumé. Et dans le monde, dit-elle, seulement la moitié de ces personnes subissent ces tests, et dans de nombreux pays, même pas 10 %. L'espoir est d'ajouter de nombreux autres tests pouvant être effectués sur un seul échantillon de sang ou de salive.

Il est possible qu'à l'avenir, les tests de sang et de salive soient la norme. Bien qu'il reste encore un long chemin à parcourir, Nonaka estime que, à l'exception des cancers de la bouche, les tests de salive devraient très probablement être complétés par des biopsies liquides dans le sang ou l'urine, ainsi que d'autres paramètres pour augmenter la sensibilité et l'utilité pratique.

A la poursuite des exosomes

Un type de composant particulièrement prometteur à rechercher dans la salive est l'exosome. Les exosomes sont de minuscules vésicules enveloppées de lipides qui sont présentes dans presque tous les types de fluides corporels. Ce sont des transporteurs ou des messagers qui voyagent d'une cellule à une autre, même à celles d'organes très éloignés. Ils transportent une cargaison de matériel génétique et de protéines, qui est absorbée par une cellule réceptrice dans un organe et joue un rôle important dans la signalisation de cellule à cellule. Mais les exosomes ont également un rôle important dans le cancer. "Ce sont des acteurs clés", déclare Punyadeera. Libérés par les cellules cancéreuses, ils passent dans le sang et de là, peuvent atteindre les glandes salivaires. Les exosomes sont ainsi déversés dans la salive, à partir de laquelle ils peuvent être collectés.

Les exosomes de la salive contiennent diverses cargaisons. Sont présentés une variété d'acides nucléiques - ARN messager (ARNm), microARN (miARN), ARN interagissant avec piwi (piARN), petit ARN nucléolaire (snoARN) - ainsi que des classes de protéines qui remplissent différentes fonctions. Ils comprennent, entre autres, des enzymes qui catalysent des réactions biochimiques, des protéines impliquées dans le système immunitaire, celles qui régulent le transport de l'eau à travers les membranes et celles qui modulent l'activité du calcium. La cargaison de l'exosome peut également inclure des "messages" provenant de cellules tumorales proches ou distantes, connus sous le nom d'ADNct ou d'ADN tumoral circulant.

Les exosomes des cellules tumorales ont une composition spécifique et sont suspectés de contribuer à la propagation du cancer à d'autres organes ou tissus. Mais d'un point de vue diagnostique, l'un de leurs principaux avantages est qu'ils emballent et protègent la cargaison, c'est-à-dire qu'ils ne se mélangent pas aux autres composants de la salive. De cette façon, ils fournissent "des informations cliniquement pertinentes plus stables et plus précises pour la détection des maladies", explique Nonaka.

Par exemple, pour le cancer épidermoïde de l'œsophage, les scientifiques ont trouvé deux signatures ou signaux dans les exosomes salivaires qui permettent la détection de cette maladie avec une sensibilité et une spécificité de plus de 90 %, en plus de fournir des conseils sur le pronostic et le traitement, comme indiqué en janvier. 2022 en Cancer Moléculaire. 

Des facteurs tels que la concentration ou l'apparition d'exosomes au microscope peuvent également être révélateurs. Les patients atteints d'un cancer de la bouche, par exemple, ont des exosomes de formes et de tailles différentes de ceux que l'on trouve chez les individus en bonne santé.

Cependant, les techniques disponibles jusqu'à présent pour isoler et étudier le contenu en exosomes de la salive sont coûteuses et laborieuses. En réponse à ce défi, une nouvelle méthode connue sous le nom de libération et de mesure induites par un champ électrique, ou EFIRM, a vu le jour ; il intègre des capteurs électrochimiques et des champs magnétiques pour capturer avec élégance des quantités infimes d'ADN tumoral circulant et d'autres molécules - biomarqueurs - qui indiquent la présence d'un cancer. Cette technique a déjà montré des résultats encourageants dans la détection précoce du cancer du poumon non à petites cellules et pourrait également être utilisée pour évaluer la réponse au traitement.

Bien que souvent décrits comme de « petites bulles », les exosomes ne sont pas nécessairement des sphères parfaites et solitaires. Dans la première image, prise avec un microscope à force atomique, on observe des lobes ou des ondes. Dans le second, pris avec un microscope électronique à balayage à émission de champ, les connexions entre les exosomes sont visualisées. La troisième, une image de microscopie électronique, montre la « rugosité » externe de l'exosome due à la présence de protéines à sa surface.

La société américaine Liquid Diagnostic LLC, dans laquelle Wong détient une participation, propose déjà cette technologie, l'ayant baptisée Amperial et promettant "la plus haute spécificité et sensibilité pour les cancers à un stade précoce" et à "beaucoup moins cher". Les plus enthousiastes à propos de la technologie proposent un monde où une visite de routine chez le dentiste sauve des vies et où il n'est pas nécessaire de prélever du sang pour vérifier si quelqu'un est malade. Mais les experts s'accordent à dire que, pour que ce rêve devienne une réalité à grande échelle, d'autres études sont encore nécessaires.

"Pour parvenir à la traduction des biomarqueurs salivaires à la clinique, il est nécessaire, d'une part, de développer des protocoles standardisés et, d'autre part, de réaliser de grandes études multicentriques dans lesquelles l'influence de différentes variables confondantes telles que l'âge, le sexe ou le mode de vie est analysé », explique le scientifique dentaire Óscar Rapado González, de l'Institut de recherche en santé de Saint-Jacques-de-Compostelle, en Espagne, où il étudie l'utilisation d'échantillons de salive pour la détection des cancers de la tête et du cou, ainsi que des tumeurs colorectales.

L'identification dans la salive ou d'autres fluides de molécules directement ou indirectement liées aux tumeurs a un potentiel en dehors de la détection précoce, explique Rapado González. Elle pourrait permettre d'évaluer le risque individuel de développer un cancer, de prédire l'évolution d'une tumeur ou de suivre la réponse thérapeutique de manière non invasive, permettant le développement d'une médecine personnalisée.

"Sans aucun doute", déclare Rapado González, "davantage de recherches dans ce domaine permettront de progresser vers l'applicabilité de la salive en oncologie de précision dans les années à venir".

Traduit et publié avec l'aimable autorisation de Knowable Magazine. L'article original est à retrouver ICI.