ADN tumoral circulant (ctDNA) vs. ADN libre (cfDNA)

La différence entre cfDNA et ctDNA

L'ADN libre circulant (cfDNA) fait référence à l'ADN qui est libéré dans la circulation sanguine à la suite de processus tels que l'apoptose, la nécrose et la sécrétion. Se manifestant généralement sous forme de fragments double brin, le cfDNA mesure environ 150 à 200 paires de bases de long.

ADN tumoral circulant (ctDNA), d'autre part, englobe des informations génétiques moléculaires et épigénétiques reflétant le génome ou l'épigénome de la cellule dont elle provient.

Veuillez vous référer à notre article. Dévoiler la résistance aux médicaments dans le cancer : Perspectives issues du séquençage de l'ADNct pour plus d'informations.

Il est important de noter que la catégorisation de l'ADN en ces deux types en fonction de l'origine n'implique pas une disparité dans la structure fondamentale des deux.

Chez les adultes en bonne santé, la concentration d'ADN libre circulant (cfDNA) est généralement faible, mesurant habituellement moins de 10 microgrammes par millilitre de plasma. En revanche, chez les patients atteints de cancer, des composants spécifiques de l'ADN libre circulant sont libérés par les cellules tumorales, constituant ce que l'on appelle ADN tumoral circulant (ctDNA)La proportion de ctDNA au sein de l'ensemble du fond cfDNA varie considérablement, allant de 0,05 % à 90 %. Plusieurs facteurs influencent la concentration de ctDNA, notamment la taille de la tumeur, sa localisation, l'hématopoïèse, la thérapie antitumorale (par exemple, la chirurgie, la chimiothérapie, la radiothérapie, etc.) et l'élimination hépatique et rénale.

La demi-vie de l'ADNc circulant (ctDNA) varie de 16 minutes à 2,5 heures, rendant l'analyse de l'ADNc circulant semblable à un "instantané en temps réel" de l'état d'une tumeur. Fait remarquable, l'ADNc circulant peut être détecté dans près de 100 % de certains types de cancers, tels que les cancers de la vessie, colorectal et ovarien, avec une probabilité de détection supérieure à 50 % dans la plupart des autres types de cancers. Notamment, l'ADNc circulant est identifié dans presque 100 % des cancers de la vessie, colorectal et ovarien, et a une probabilité dépassant 50 % pour la détection dans la majorité des autres types de cancers, bien que son taux de détection soit notablement plus bas à 10 % pour les gliomes. De plus, les concentrations plasmatiques de ctDNA et la présence de niveaux détectables de ctDNA ont été démontrées comme corrélant avec le stade de la tumeur.

ctDNA et techniques de biopsie liquide

ADN tumoral circulant (ctDNA) encapsule des caractéristiques génétiques liées aux cellules tumorales, englobant des mutations, des motifs de méthylation, des insertions, des réarrangements et des anomalies du nombre de copies. Il émerge comme un indicateur crucial pour le dépistage des tumeurs, les diagnostics compagnons, l'évaluation de l'efficacité thérapeutique et la stratification des risques pronostiques.

Veuillez vous référer à notre article. La promesse de la biopsie liquide dans la détection et le suivi des maladies pour plus d'informations.

Biopsie liquide pour le cancer du poumon à un stade précoce. (Rolfo et al., 2020)

Les résultats de l'étude soulignent la valeur de l'essai ctDNA en tant qu'outil non invasif qui reflète fidèlement les profils de mutations géniques et les fréquences au sein des tissus tumoraux solides. Cet essai constitue un indicateur de surveillance essentiel pour évaluer l'efficacité du traitement et réaliser des suivis cliniques post-traitement. Cependant, l'obtention de concentrations détectables de ctDNA dans les fluides corporels s'avère difficile chez les individus asymptomatiques précoces. De plus, les fragments de ctDNA présentent une courte demi-vie, et certaines mutations peuvent être extrêmement minimes, ce qui limite le dépistage des tumeurs à un stade précoce.

Les avancées dans les techniques de biopsie liquide ont facilité la collecte de divers fluides corporels pour analyser les caractéristiques moléculaires des patients. Notamment, séquençage à haut débit basé sur l'ADN circulantLa technologie de séquençage de nouvelle génération (NGS) gagne en utilisation clinique généralisée. Cette approche est privilégiée pour sa nature non invasive ou peu invasive, ses capacités de détection rapides, sa capacité à refléter l'hétérogénéité des foyers intratumoraux et métastatiques, ainsi que pour le suivi dynamique de l'efficacité du traitement. L'adoption croissante de la NGS dans la pratique clinique témoigne de ses avantages dans le domaine des méthodologies diagnostiques non invasives ou peu invasives.

cfDNA et recherche sur le cancer

Allant de 50 à 300 paires de bases, les fragments d'ADN circulant (cfDNA) sont généralement présents en faibles concentrations dans le sang des individus en bonne santé. Cependant, avec la progression du cancer et d'autres problèmes de santé, les cellules libèrent des quantités substantielles d'ADN dans la circulation, ce qui entraîne des niveaux élevés de cfDNA dans le sang. Par exemple, les patients atteints de cancer du pancréas présentent des tailles de fragments de cfDNA plus courtes et des niveaux de cfDNA plus élevés par rapport aux témoins en bonne santé.

ctDNA comme biomarqueur du cancer (Pessoa L S et al., 2020)

Différentes formes de cfDNA, telles que ADN tumoral circulantL'ADN mitochondrial et l'ADN fœtal, extraits du sang humain, ont trouvé une large application dans le diagnostic et le dépistage. Ces applications couvrent des domaines tels que la biopsie liquide, le dépistage précoce du cancer, le dépistage prénatal non invasif (NIPT), l'orientation médicamenteuse et le diagnostic des maladies infectieuses, soutenues par un corpus croissant de recherches cliniques.

Dans l'actuelle vague d'intérêt pour le dépistage précoce du cancer, méthylation de l'ADN circulant a pris le devant de la scène. Des technologies comme le dépistage précoce du cancer de GRAIL, intégrées dans méthylation de l'ADNcf, ont surpassé la performance des technologies de mutation cfDNA et de nombre de copies du génome cfDNA. La détection de la méthylation implique de traiter le cfDNA avec du bisulfite ou de convertir enzymatiquement la cytosine en uracile. Cependant, cette méthode introduit des biais, y compris une préférence prononcée pour le GC, des dommages à l'ADN et un biais d'amplification PCR. De plus, le faible rendement de cfDNA extrait du plasma reste un défi redoutable pour caractériser le méthylome cfDNA des patients utilisant méthodes de séquençage conventionnelles.

Références :

1. Desai A N, Jere A. Séquençage de nouvelle génération pour la découverte de biomarqueurs du cancer. Séquençage de nouvelle génération dans la recherche sur le cancer, Volume 2 : Des paires de bases aux lits d'hôpital, 2015 : 103-125.
2. Pessoa L S, Heringer M, Ferrer V P. ctDNA comme biomarqueur du cancer : un aperçu général. Critical reviews in oncology/hematology, 2020, 155 : 103109.
3. Lever J, Jones M R, Danos A M, et al. Extraction de biomarqueurs cancéreux cliniquement pertinents par text-mining pour la curation dans la base de données CIViC. Médecine génomique, 2019, 11 : 1-16.
4. Hayes J, Peruzzi P P, Lawler S. MicroARN dans le cancer : biomarqueurs, fonctions et thérapie. Trends in Molecular Medicine, 2014, 20(8) : 460-469.
5. Rolfo, Christian, et Alessandro Russo. "La biopsie liquide pour le cancer du poumon à un stade précoce se rapproche de plus en plus." Nature Reviews Clinical Oncology 17.9 (2020) : 523-524.