Identification d’une signature sérique à trois microARN pour le diagnostic du cancer du col de l’utérus
Le cancer du col de l’utérus (CC) reste une cause majeure de mortalité liée au cancer chez les femmes à l’échelle mondiale. Les méthodes de dépistage actuelles, incluant le test du papillomavirus humain (HPV) et les approches cytologiques, présentent des limites telles que des taux élevés de faux positifs, un retard de détection et une sensibilité insuffisante. Ces défis soulignent le besoin urgent de biomarqueurs non invasifs améliorant la précision diagnostique. Les microARN (miARN) circulants, des petits ARN non codants stables dans le sérum ou le plasma, émergent comme candidats prometteurs en raison de leur stabilité et de leurs profils d’expression spécifiques aux pathologies. Cette étude vise à identifier et valider une signature sérique de miARN pour le diagnostic du CC via une approche expérimentale en plusieurs étapes.
Conception expérimentale et recrutement des participants
L’étude a inclus 108 patientes atteintes de CC et 108 témoins sains (NC) recrutés au First Affiliated Hospital of Nanjing Medical University entre 2016 et 2017. Les critères d’inclusion pour les patientes étaient un CC confirmé histologiquement, tandis que les critères d’exclusion incluaient des traitements antérieurs (chimiothérapie, radiothérapie), d’autres cancers ou des maladies systémiques graves. Les caractéristiques cliniques (stades TNM, sous-types histologiques) ont été documentées (Tableaux supplémentaires 1 et 2). L’approbation éthique a été obtenue (No. 2016-SRFA-148).
Dépistage et validation en plusieurs étapes des miARN
L’étude comprenait quatre phases : dépistage, entraînement, test et validation externe.
Phase de dépistage
Vingt échantillons de sérum de CC et dix de NC ont été regroupés en deux pools CC et un pool NC. Le profil d’expression des miARN a été analysé via la plateforme Exiqon miRCURY-Ready-to-Use PCR-Human-panel-I + II-V1.M (174 miARN). Les critères de sélection incluaient un seuil de cycle (Ct) <37 (au moins 5 unités Ct en dessous des contrôles négatifs) et un facteur de changement (FC) >1,5 ou <0,67 entre les pools CC et NC. Vingt-neuf miARN candidats ont été identifiés (Tableau supplémentaire 3). Quatre miARN (miR-196a-5p, miR-218, miR-21-5p, miR-20a-5p) précédemment impliqués dans le CC ont été ajoutés.
Phases d’entraînement et de test
Les miARN candidats ont été évalués par qRT-PCR dans des cohortes d’entraînement (30 CC vs 30 NC) et de test (60 CC vs 60 NC). Les amorces Bulge-Loop™ et le SYBR Premix Ex Taq II ont été utilisés. La normalisation a reposé sur cel-miR-39 (contrôle exogène), miR-16-5p (contrôle endogène) et RNU6B (contrôle tissulaire). L’expression relative a été calculée via la méthode 2^−ΔΔCt.
Trois miARN ont montré une régulation cohérente :
- miR-20a-5p et miR-122-5p étaient significativement surexprimés dans le CC (P <0,01 ; FC >1,5).
- miR-133a-3p était sous-exprimé (P <0,01 ; FC <0,67) (Figure 1, Tableau supplémentaire 4).
Performance diagnostique du panel de miARN
L’analyse ROC a évalué le potentiel diagnostique des miARN individuels et de leur combinaison. Dans les cohortes combinées (90 CC vs 90 NC) :
- miR-122-5p a montré une AUC de 0,672 (IC 95 % : 0,581–0,763 ; sensibilité = 67,5 %, spécificité = 65,4 %).
- miR-20a-5p a atteint une AUC de 0,681 (IC 95 % : 0,615–0,747 ; sensibilité = 62,0 %, spécificité = 79,5 %).
- miR-133a-3p a présenté une AUC de 0,666 (IC 95 % : 0,620–0,712 ; sensibilité = 68,9 %, spécificité = 69,3 %) (Figure supplémentaire 2).
Un modèle de régression logistique combinant les trois miARN a amélioré la précision :
- Logit (P) = 0,541 + 0,396 × miR-20a-5p + 0,368 × miR-122-5p − 0,843 × miR-133a-3p.
- Le panel a atteint des AUC de 0,816 (cohortes combinées ; sensibilité = 70,5 %, spécificité = 85,6 %), 0,833 (cohorte d’entraînement), 0,813 (cohorte de test) et 0,808 en validation externe (18 CC vs 18 NC ; sensibilité = 74,6 %, spécificité = 72,5 %) (Figure supplémentaire 3).
Analyses de sous-groupes et pertinence clinique
Les analyses ont évalué le panel selon les stades TNM et sous-types histologiques :
- Sous-types histologiques : Aucune différence significative entre carcinomes épidermoïdes et adénocarcinomes (P >0,05).
- Stades TNM : miR-122-5p et miR-20a-5p étaient surexprimés aux stades précoces (I/II) et avancés (III/IV) vs NCs (P <0,05). Le panel a distingué les CC à tous stades des NCs, avec des AUC de 0,661 (stade IV) à 0,722 (stade III) (Figure supplémentaire 4).
Expression tissulaire et exosomale des miARN
L’expression des miARN a été analysée dans des tissus (24 CC vs 24 NC) et des exosomes sériques (24 CC vs 24 NC) :
- Tissus : miR-20a-5p était surexprimé dans les CC (P <0,05), suggérant une origine tumorale (Figure supplémentaire 5).
- Exosomes : miR-122-5p et miR-20a-5p étaient enrichis dans les exosomes dérivés de CC (P <0,05), impliquant une communication exosomale dans la pathogenèse (Figure supplémentaire 6).
Annotation fonctionnelle des miARN
L’analyse bioinformatique (DIANA-miRPath v3.0) a révélé l’implication des miARN dans des voies oncogéniques :
- Régulation du cycle cellulaire
- Voie de signalisation p53
- Voies cancéreuses (Tableau supplémentaire 5).
Conclusion
Cette étude identifie une signature sérique à trois miARN (miR-20a-5p, miR-122-5p, miR-133a-3p) avec une performance diagnostique robuste pour le CC. Le panel montre une spécificité et une sensibilité élevées à travers plusieurs stades de validation et TNM, surpassant les miARN individuels. Bien que des études à grande échelle et des investigations mécanistiques soient nécessaires, cette signature offre un outil non invasif prometteur pour améliorer le diagnostic du CC et réduire la dépendance aux méthodes conventionnelles.
doi:10.1097/CM9.0000000000001327