Le cancer urinaire fait référence à la présence de cellules cancéreuses dans le système urinaire, qui comprend les reins, la vessie, les uretères (les tubes qui relient les reins à la vessie) et l'urètre (le tube qui transporte l'urine de la vessie hors du corps) . Les types les plus courants de cancer urinaire sont le cancer du rein et le cancer de la vessie, bien que le cancer puisse également se développer dans d'autres parties du système urinaire.

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Vue d'ensemble

La recherche de biomarqueurs efficaces pour les tumeurs malignes est désormais un sujet d'étude brûlant dans la recherche clinique et médicale, car elle peut conduire au dépistage ou au diagnostic pré-cancer. Il peut fournir des informations cruciales sur le type de cancer urinaire et sa progression.

Au stade où la maladie progresse, davantage de composants biochimiques ou chimiques du corps humain, tels que l'urine, le sang et le liquide céphalo-rachidien, sont étudiés. Ces biomarqueurs sont précieux dans la recherche sur le cancer, le diagnostic pré-cancer et le suivi du cancer ou après un traitement anticancéreux. Plusieurs techniques actuelles de chromatographie en phase gazeuse (GC), de chromatographie liquide haute performance (HPLC), d'électrophorèse capillaire (CE) et d'autres techniques de séparation, ainsi que des techniques avec trait d'union, ont été largement utilisées en analyse. Le CE est une technique analytique très efficace et pratique en raison de son volume d’échantillon modeste et de sa grande adaptabilité en matière de séparation, allant des petits composés inorganiques aux biomolécules importantes. L'analyse d'urine de routine est couramment utilisée dans les laboratoires cliniques modernes pour surveiller la fonction rénale d'un patient, l'infection bactérienne, les niveaux de glucose et d'autres raisons de diagnostic. Bien qu'il soit discutable de savoir si l'urine, le sang, le liquide céphalo-rachidien ou un autre liquide corporel sont plus utiles au diagnostic, il ne fait aucun doute que l'urine joue un rôle essentiel dans le traitement des maladies. Il aide à déterminer la matrice biologique permettant de déterminer la condition physique d'un patient.

Le cancer urinaire est actuellement l'un de nos problèmes de santé publique les plus graves. Avec les progrès de la biochimie et de la technologie analytique, le diagnostic pré-cancer est devenu un sujet brûlant dans la recherche clinique et préclinique. Au fur et à mesure que la recherche sur le pré-cancer progresse, les biomarqueurs du cancer deviennent plus visibles en fournissant des informations vitales. Il est possible de déterminer le type de cancer et le lieu de progression d'un patient à un stade très précoce.

Les caractéristiques d’un biomarqueur idéal sont les suivantes :

(i) spécifique du processus malin

(ii) spécifique au type de tumeur

(iii) facilement détectable dans les fluides corporels et les extraits de tissus

(iv) détectable tôt au cours de la maladie avant que la maladie ne soit cliniquement apparente

(v) indicatif de la charge globale de cellules tumorales

(vi) révélateur de la présence de micrométastases et

(vii) prédictif de rechute

Électrophorèse capillaire

L'EC est une technique analytique très efficace qui a eu un impact significatif sur la recherche biomédicale et les pratiques cliniques et médico-légales au cours de la dernière décennie. Le CE a été associé à plusieurs systèmes de détection basés sur le type d'analytes, y compris les analytes UV-visibles.

L'absorption, la conductimétrie, la SM, le patch-clamp, la détection électrochimique (EC) et la fluorescence induite par laser sont quelques techniques utilisées. CE a été exceptionnellement compétent dans l'étude d'un large éventail d'analytes à partir de minuscules molécules en utilisant ces diverses méthodes de détection (ions inorganiques et molécules organiques) par rapport à des biomolécules plus importantes (ADN et protéines). L'électrophorèse capillaire présente plusieurs avantages distincts. De plus en plus d'études ont été récemment rapportées dans le domaine de la détermination et du dépistage des biomarqueurs du cancer par CE, y compris les nucléosides, l'acide ribonucléique (ARN), l'hydroxydeoxyguanosine, la mutation de l'ADN, l'adduit à l'ADN, les glycanes, les protéines, les glycoprotéines et les petites biomolécules.

1. Nucléosides modifiés

Un type de produit chimique observé dans l’urine humaine est celui des produits de dégradation des acides nucléiques. L'ARN, en particulier l'ARN de transfert (ARNt), est une source importante de nucléosides modifiés observés dans l'urine. Il existe plus de 93 nucléosides modifiés identifiés dans l’urine pour toutes les formes d’ARN. En raison de ces observations, on pense actuellement que les nucléosides modifiés sont un marqueur tumoral général pour divers types de cancer. Cela comprend les leucémies et les lymphomes, le cancer de la thyroïde, le cancer de la tête et du cou, le cancer du sein, le cancer des ovaires, le cancer de la prostate, le cancer du poumon, etc. Le CE a été utilisé pour la première fois pour séparer et déterminer les nucléosides en 1987, à la fois pour les ribonucléosides et les désoxyribonucléosides. Étant donné que les nucléosides sont des molécules non chargées dans des conditions expérimentales, la chromatographie capillaire électrocinétique micellaire (MEKC) est le principal mode utilisé dans les séparations de nucléosides. Selon des études, certains niveaux de nucléosides dans les échantillons d'urine des patients atteints de cancer sont toujours plus importants que ceux des personnes en bonne santé. Par conséquent, une méthode de reconnaissance de formes pourrait être utilisée pour donner plus d’informations sur les disparités entre les deux groupes.

2. Adduits à l'ADN, ADN endommagé et 8-hydroxydésoxyguanosine

Il a été démontré que de nombreux produits chimiques exogènes et endogènes provoquent des mutations de l'ADN via la liaison covalente initiale d'intermédiaires électrophiles ou radicalaires à l'ADN. Cette adduction d'ADN peut alors entraîner l'altération structurelle d'un composant d'acide nucléique. Si ces dommages ne sont pas guéris, des mutations irréversibles apparaîtront, déclenchant des maladies dégénératives telles que le cancer. L'examen direct des adduits d'ADN cancérigènes est très efficace.

Pour déterminer la cancérogénicité, la méthode doit être précise et fiable en ce qui concerne les produits chimiques xénobiotiques et l'étude des cancérogènes endogènes. Selon la recherche clinique, les quantités et les identités des adduits à l'ADN peuvent être utilisées pour évaluer le risque de cancer. L'étude des adduits à l'ADN nécessite l'identification d'environ un adduit sur 106108 8 bases nucléiques non altérées parmi des personnes qui n'ont été exposées à rien d'étrange. Les ADN endommagés, en particulier la 8-hydroxydésoxyguanosine, sont un autre type de biomarqueur ADN essentiel du cancer (2-OhdG). Parmi les différents types de dommages à l'ADN, les dommages oxydatifs provoqués par des espèces actives de l'oxygène comme deux et H2OXNUMX sont considérés comme l'un des facteurs les plus importants dans les troubles dégénératifs tels que le cancer, le vieillissement, les maladies cardiaques et d'autres maladies associées à la vieillesse. L'analyse de l'ADN est essentielle au diagnostic des maladies et à l'avancement du projet sur le génome.

Outre la vitesse et l'automatisation, la CE présente divers avantages par rapport à l'électrophorèse sur gel classique (GE). L'analyse de l'ADN est cruciale pour le diagnostic des maladies et l'avancement du projet génomique.

Outre la rapidité et l’automatisation, la CE présente plusieurs avantages par rapport à l’électrophorèse sur gel (GE) traditionnelle. Le CE peut également être utilisé comme un outil analytique très efficace pour analyser des composants spécifiques de l’ADN urinaire qui remplissent la même fonction que d’autres biomarqueurs de composants ADN du cancer. On pense que 8-OhdG a le plus grand potentiel en tant que mutation de l’ADN cancérigène. De nombreuses études ont montré que les concentrations urinaires de 8-OHdG chez les fumeurs sont 50 % plus élevées que chez les non-fumeurs sur 24 heures. Le 8-OhdG a été découvert comme biomarqueur pour quelques formes de cancer, notamment le cancer du sein, le cancer du poumon et le cancer du foie. Étant donné que le 8-OhdG est éliminé dans l’urine sans métabolisme supplémentaire, la détermination urinaire du 8-OhdG a été considérée comme une approche non invasive. Pour la détection du cancer. Néanmoins, la concentration de 8-OhdG dans l’urine est généralement aussi faible que 110 nM.

Preuve préclinique

Dans une analyse clinique de neuf échantillons d'urine de personnes en bonne santé et de dix échantillons d'urine de dix patients cancéreux, il a été constaté que les concentrations de 8-OhdG urinaire variaient de 6.34 à 21.33 nM chez les individus en bonne santé, alors qu'elles variaient de 13.83 à 130.12 nM chez les patients cancéreux. Le niveau d'excrétion de 8-OhdG chez les patients cancéreux était beaucoup plus élevé que chez les personnes en bonne santé, démontrant que l'approche était pratique. Il pourrait être utilisé pour déterminer en routine la 8-OhdG urinaire en tant que biomarqueur du cancer. La CE a été utilisée pour séparer les fragments d'ADN des échantillons d'urine en plus de décider des mutations. Le gel d'acrylamide-CE, par exemple, a été utilisé pour isoler un échantillon d'ADN, amplifier une séquence d'ADN cible et analyser des données. Distinguer les séquences d'ADN mutantes et de type sauvage des séquences de Kras qui peuvent être utilisées pour détecter les mutations du gène p53, ainsi que la découverte du cancer colorectal, de la vessie, des bronches et du pancréas.

3. Protéines, glycanes et glycoprotéines

La CE est l'approche analytique la plus prometteuse pour les études sur les protéines en raison de ses avantages distincts par rapport aux techniques traditionnelles de séparation des protéines telles que la GE et la HPLC [28, 103111]. La CE a été utilisée pour diagnostiquer des maladies telles que le déficit en adénylosuccinase, la 5-oxoprolinurie, la maladie de Bence-Jones. la protéinurie et le syndrome néphrotique, et son utilisation est de plus en plus populaire dans les analyses cliniques régulières [14-17]

Sur la base des résultats de recherche suivants, CE offre un fort potentiel d'utilisation dans un laboratoire clinique pour le dépistage de ces composés et la fourniture d'informations de diagnostic.

3.1Paraprotéines

Monoclonal Les composants (le produit immunoglobuline d'un clone de plasmocytes) présents dans le sérum et l'urine sont des marqueurs essentiels de la leucémie et des tumeurs malignes urologiques. CE peut cribler les molécules d’immunoglobuline monoclonale (paraprotéines) car ces protéines sont petites. Les chercheurs ont tenté d’appliquer cette technique à des échantillons d’urine. Cependant, des difficultés ont été rencontrées. La raison principale était que les échantillons d’urine contenaient de faibles concentrations de composants monoclonaux. Même si de nombreux laboratoires utilisaient des concentrateurs d’ultrafiltration pour fournir un facteur de concentration de 10100 XNUMX fois, ils n’étaient toujours pas suffisamment sensibles pour détecter les IgA monoclonales avec CE et IS-CE. Cependant, les auteurs pensent que la technique sera bientôt développée avec succès pour l’analyse d’échantillons d’urine.

3.2 Acide sialique et glycoprotéine acide

Les cellules cancéreuses ont des glycanes plus fortement sialylés à leur surface, et des rapports ont montré des concentrations d'acide sialique significativement élevées dans les tumeurs cérébrales, les leucémies, les mélanomes, les épanchements pleuraux malins, les carcinomes hypopharyngés et laryngés, les cholangiocarcinomes et les cancers urinaires du poumon, de l'ovaire, endomètre, col de l'utérus, prostate, bouche, estomac, sein et côlon.

Preuve clinique

De nombreuses études ont trouvé une association significative entre les niveaux sialiques dans les tumeurs, qui peuvent être utilisés comme indicateurs pronostiques et diagnostiques du cancer [19]. Cependant, d'autres recherches cliniques ont révélé que la valeur clinique de la détermination de l'acide sialique pour les patients de dépistage du cancer urinaire était limitée en raison de sa non-spécificité apparente pour une maladie particulière, ainsi que d'autres facteurs non pathologiques. L'âge, la grossesse et l'utilisation de la contraception sont des exemples de facteurs de risque. Les changements dans les niveaux d'acide sialique peuvent être causés par des médicaments ou le tabagisme.

3.3 Cancer la cachexie facteur

La cachexie, définie comme la famine et la dépérissement des tissus corporels tels que les tissus musculaires cardiaques, respiratoires et squelettiques, réduit les chances de survie des patients atteints de cancer. Selon une enquête récente, cette protéolyse musculaire accrue, généralement liée au facteur induisant la protéolyse (PIF), a été identifiée comme une glycoprotéine sulfatée. Cette glycoprotéine pourrait provoquer une dégradation des protéines musculaires dans les préparations musculaires gastrocnémiennes isolées et pourrait influencer la perte de gain de poids in vivo. En conséquence, on pensait que c’était un signe de cachexie cancéreuse. Les mêmes composants ont été identifiés dans l'urine de patients atteints d'un cancer du pancréas, qui tentaient de perdre du poids ; le facteur cachexie a effectivement été découvert dans les urines de tous les patients, dont un aux stades précoces de la maladie. Exactement les mêmes, les techniques suivantes ont été utilisées pour produire les résultats des instruments multidimensionnels intégrés CE, MLC et CEC.

4. Quelques autres marqueurs du cancer de petites biomolécules

Outre les biomarqueurs du cancer mentionnés ci-dessus, quelques autres petites molécules peuvent être utilisées comme indicateurs du cancer. Les ptéridines sont une classe de biomarqueurs qui pourraient être utiles. Les niveaux de ptéridine sont cruciaux dans le diagnostic clinique car ce sont des cofacteurs essentiels dans le processus du métabolisme cellulaire. L'homme les élimine dans les urines lorsque le système cellulaire est augmenté par certaines maladies.

Des recherches plus approfondies ont révélé que les concentrations de ptéridine variaient en fonction du type de tumeur et du stade de développement. Chaque type de changement dans la ptéridine montre une tendance distincte dans les concentrations tumorales, car différents composés de ptéridine peuvent jouer de nombreux rôles dans de nombreux troubles liés aux tumeurs.

Autres tendances

Prochainement, des développements significatifs dans ce domaine se concentreront sur l'accélération, l'amélioration de la sensibilité et la puissance de résolution de l'analyse CE en raison de la complexité des échantillons d'urine et des faibles concentrations d'analytes. La CE est une technologie prometteuse pour séparer et analyser plusieurs biomarqueurs du cancer qui ont été récemment découverts, même si ses applications sont encore nettement inférieures aux méthodes traditionnelles HPLC et GE. Il y aura une augmentation du nombre de candidatures.

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Utilisation de biomarqueurs urinaires pour le dépistage du cancer

En raison de sa nature d’échantillonnage non invasive, il sera utilisé à l’avenir. Un autre développement envisageable est la fusion de plusieurs biomarqueurs. Les progrès des recherches génomiques et protéomiques ont donné naissance à de nombreuses possibilités de biomarqueurs pour la détection précoce du cancer. Cela nous permettra de créer des modèles « d'empreintes digitales » qui seront utiles pour considérer le milieu complexe des tumeurs malignes et ainsi fournir un diagnostic plus précis grâce à la détermination simultanée de plusieurs biomarqueurs.

Conclusion

Des biomarqueurs spécifiques remplissent différentes tâches dans les systèmes biologiques, mais ils possèdent tous des propriétés uniques. La surveillance des concentrations de biomarqueurs dans l'urine est la technique la plus pratique pour évaluer l'importance clinique de l'état d'un patient atteint de cancer à intervalles réguliers tout en prédisant la formation et la rechute d'une tumeur. Pour déterminer différents biomarqueurs, la CE constituera une technique analytique très efficace avec un grand potentiel dans la recherche sur les biomarqueurs en raison de ses avantages de nécessiter de petits volumes d'échantillons, d'avoir une sensibilité élevée et une excellente résolution, de créer peu de déchets et de pollution pour l'environnement et de fournir une analyse rapide avec faible coût. L'histoire de cette approche étant très brève par rapport à celle de nombreuses autres techniques analytiques, il reste encore beaucoup à faire avant que l'EC soit largement utilisée dans les tests de routine dans divers laboratoires cliniques. Simultanément, d'autres procédures instrumentales alternatives, telles que GC, HPLC et LC-MS, avec divers systèmes de détection, sont utilisées. UV, EC, MS et LIF continueront d'être le travail principal. Chevaux utilisés dans l’analyse de biomarqueurs dans les laboratoires d’essais cliniques.

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Référence:

1. Metts MC, Metts JC, Milito SJ, Thomas CR Jr. Cancer de la vessie : un examen du diagnostic et de la prise en charge. J Natl Med Assoc. 2000 juin;92(6):285-94. ID PM : 10918764; PMCID : PMC2640522.