ADN tumoral circulant : comment une prise de sang peut révéler des traces de cancer

Une prise de sang peut-elle réellement révéler la présence d’un cancer ? Dans certaines situations, oui. Mais pas de la manière dont on pourrait l’imaginer.

Le laboratoire ne voit évidemment pas la tumeur dans le sang. Il recherche des traces moléculaires laissées par les cellules cancéreuses, notamment de minuscules fragments appelés ADN tumoral circulant, ou ADNtc. Le terme anglais circulating tumour DNA, souvent abrégé ctDNA, est également très utilisé.

Cette approche est au cœur de ce que l’on appelle la biopsie liquide. Elle permet déjà, dans certains cancers, d’obtenir des informations utiles sur les caractéristiques moléculaires d’une tumeur à partir d'un prélèvement sanguin. Elle pourrait aussi contribuer à suivre l'évolution de la maladie ou à détecter plus précocement une récidive.

La perspective d’aller encore plus loin et de rechercher plusieurs cancers chez des personnes sans symptôme est particulièrement attractive. Mais sur ce dernier point, la recherche n’a pas encore démontré qu’un test sanguin universel pouvait remplacer les programmes de dépistage actuels.

Pour comprendre cette différence, il faut commencer par distinguer deux notions souvent confondues : le cfDNA et le ctDNA.

Qu’est-ce que l’ADN tumoral circulant ?

Nos cellules ne conservent pas leur ADN indéfiniment à l’intérieur de leur noyau. Lorsqu’elles meurent, notamment par apoptose ou nécrose, une partie de leur matériel génétique est fragmentée puis libérée dans la circulation sanguine.

Ces petits fragments constituent l’ADN libre circulant, appelé cell-free DNA ou cfDNA.

Chez une personne en bonne santé, la majorité du cfDNA plasmatique provient des cellules sanguines. Sa concentration est généralement faible et les fragments observés mesurent souvent autour de 167 paires de bases.

Ce principe d’analyse d’ADN libre dans le sang n’est d'ailleurs pas propre au cancer. Le DPNI, ou test prénatal non invasif, utilise par exemple des fragments d’ADN d’origine placentaire présents dans le sang maternel pour évaluer le risque de certaines anomalies chromosomiques.

Du cfDNA au ctDNA

Chez une personne atteinte d’un cancer, une partie de cet ADN circulant peut provenir de cellules tumorales.

Cette fraction spécifique constitue l’ADN tumoral circulant ou ctDNA.

Une tumeur primitive, des métastases et différents sous-clones de cellules cancéreuses peuvent libérer des fragments dans le sang. Ceux-ci transportent certaines caractéristiques moléculaires de la tumeur : mutations, modifications épigénétiques, variations du nombre de copies de certaines régions du génome ou autres anomalies exploitables en laboratoire.

Le ctDNA est généralement plus fragmenté que le cfDNA non tumoral, avec une taille moyenne souvent voisine de 147 paires de bases. Mais surtout, il peut ne représenter qu’une part infime de tout l’ADN libre présent dans le tube de sang, parfois moins de 1 %.

C’est précisément ce qui rend son analyse difficile.

Pourquoi certains cancers libèrent-ils plus d’ADN tumoral que d’autres ?

La quantité de ctDNA présente dans le sang n’est pas constante.

Elle dépend notamment :

• de la taille et du type de tumeur ;

• de sa vascularisation ;

• de sa localisation ;

• de son activité biologique ;

• de la présence ou non de métastases ;

• du traitement reçu ;

• du moment auquel le prélèvement est réalisé.

En règle générale, les cancers avancés ou métastatiques ont tendance à libérer davantage d’ADN tumoral que les petites tumeurs localisées. À l’inverse, un cancer précoce peut libérer si peu de matériel génétique que le signal se retrouve noyé parmi l’ADN provenant des cellules normales.

Cette différence explique un paradoxe important : plus un cancer est précoce, plus son dépistage par ctDNA peut être intéressant, mais plus le signal recherché est difficile à détecter.

C’est l’un des principaux obstacles au développement d’un test sanguin universel de dépistage du cancer.

Comment détecte-t-on l’ADN tumoral dans une prise de sang ?

Après le prélèvement, le laboratoire sépare généralement le plasma des cellules sanguines. L’ADN libre est ensuite extrait du plasma et analysé avec des méthodes capables de repérer des anomalies présentes parfois à des concentrations extrêmement faibles.

Deux grandes familles de technologies occupent une place centrale : le séquençage de nouvelle génération, ou NGS, et la PCR digitale.

Le NGS : rechercher de nombreuses anomalies à la fois

Le Next Generation Sequencing permet de lire simultanément un grand nombre de séquences d’ADN.

Au lieu de rechercher une seule mutation, le laboratoire peut analyser un panel comprenant plusieurs dizaines, voire plusieurs centaines de régions génétiques.

Cette approche est particulièrement adaptée lorsqu’il faut établir un profil moléculaire assez large de la tumeur. Les médecins peuvent ainsi rechercher des altérations susceptibles d’orienter le choix d’un traitement ciblé ou d’expliquer l’apparition d’une résistance.

Le défi est de distinguer une véritable anomalie tumorale d’une erreur de séquençage ou d’un signal provenant d’une autre population cellulaire. Les protocoles modernes utilisent donc une profondeur de séquençage élevée, des contrôles bio-informatiques et, souvent, des identifiants moléculaires permettant de mieux éliminer le bruit technique. Les recommandations françaises publiées fin 2025 insistent précisément sur la standardisation de ces étapes pré-analytiques, analytiques et bio-informatiques.

La PCR digitale : chercher extrêmement précisément une mutation connue

La PCR digitale, souvent appelée dPCR ou ddPCR selon la technique utilisée, fonctionne différemment.

Elle est particulièrement efficace lorsque le laboratoire sait déjà précisément quelle anomalie il recherche.

L’échantillon est divisé en un très grand nombre de petites réactions indépendantes. Le laboratoire peut ensuite compter combien contiennent la mutation cible.

La technique permet ainsi de détecter et quantifier une anomalie présente dans une fraction très faible de l’ADN total. Elle est donc très utile pour surveiller l’évolution d’une mutation déjà identifiée.

En résumé, le NGS répond plutôt à la question « quelles anomalies sont présentes ? », tandis que la PCR digitale est particulièrement performante pour « cette anomalie précise est-elle présente et en quelle quantité ? ».

Approche tumor-informed ou tumor-agnostic : quelle différence ?

Tous les tests ctDNA ne partent pas des mêmes informations.

L’approche tumor-informed

Dans une stratégie dite tumor-informed, le laboratoire dispose déjà du profil génétique de la tumeur.

Une biopsie ou une pièce opératoire a par exemple permis d’identifier plusieurs mutations spécifiques. Le test sanguin est ensuite conçu pour rechercher précisément ces mêmes anomalies.

Cette personnalisation améliore la capacité à distinguer l’ADN tumoral des autres fragments circulants.

Elle est particulièrement étudiée pour la recherche de maladie résiduelle moléculaire après une chirurgie ou un traitement à visée curative.

L’approche tumor-agnostic

Une analyse tumor-agnostic, au contraire, ne nécessite pas de connaître préalablement le profil génétique de la tumeur.

Le laboratoire recherche directement dans le sang un ensemble de signatures pouvant être compatibles avec un cancer.

Cette approche est indispensable lorsqu’on veut utiliser une biopsie liquide chez une personne chez laquelle aucune tumeur n’a encore été caractérisée. Elle est donc particulièrement importante dans la recherche sur le dépistage précoce multi-cancers.

Les tests multi-cancers ne recherchent pas uniquement des mutations

Chercher une mutation dans quelques molécules de ctDNA devient particulièrement difficile lorsqu’une tumeur est encore petite.

Les chercheurs se sont donc intéressés à d’autres propriétés du matériel génétique, notamment la méthylation de l’ADN.

La méthylation correspond à l’ajout de petits groupements chimiques à certains endroits de l’ADN. Elle participe normalement à la régulation de l’activité des gènes.

Or, les cellules cancéreuses présentent souvent des profils de méthylation différents de ceux des cellules saines.

Un algorithme peut donc analyser un très grand nombre de sites de méthylation et rechercher une combinaison caractéristique d’un signal cancéreux. Certains systèmes tentent également de déterminer de quel tissu ou organe ce signal est susceptible de provenir.

C’est notamment le principe utilisé par plusieurs tests sanguins dits MCED, pour Multi-Cancer Early Detection.

À quoi sert réellement la biopsie liquide aujourd’hui ?

Il est essentiel de distinguer les usages déjà intégrés à certaines situations cliniques du dépistage généralisé du cancer chez des personnes asymptomatiques.

Les deux domaines utilisent parfois les mêmes technologies, mais leur niveau de validation n’est pas comparable.

Rechercher des mutations pour choisir un traitement

L’un des usages les mieux établis du ctDNA concerne le profilage moléculaire de cancers déjà diagnostiqués.

Lorsqu’une tumeur possède une mutation particulière, un médicament ciblant cette anomalie peut parfois être envisagé. L’analyse du ctDNA offre alors une autre source de matériel génétique que la biopsie tissulaire.

Les recommandations de l’ESMO sur l’utilisation clinique de l’ADN tumoral circulant reconnaissent notamment l’intérêt du génotypage plasmatique dans certaines situations de cancers avancés, tout en soulignant ses limites.

En France, la biopsie liquide est utilisée dans des indications précises

La Haute Autorité de Santé a évalué en 2025 le séquençage NGS d’un panel de gènes sur ADN tumoral circulant chez les patients atteints d’un cancer bronchique non à petites cellules avancé ou métastatique.

Elle considère cette approche comme une alternative non invasive dans certaines circonstances, notamment lorsqu’une analyse tissulaire n’est pas réalisable, lorsqu’elle n’a pas donné de résultat exploitable ou lorsqu’une situation thérapeutique urgente nécessite une réponse rapide.

La HAS précise toutefois que la biopsie tissulaire demeure la référence et qu’un résultat ctDNA négatif ne permet pas d’exclure une anomalie présente dans la tumeur.

Cette distinction est fondamentale : une biopsie liquide peut parfois éviter ou compléter un nouveau prélèvement invasif, mais elle ne remplace pas automatiquement l’analyse du tissu tumoral.

En Belgique, le NGS est également encadré par des indications précises

La Belgique a intégré le NGS dans la prise en charge de plusieurs cancers grâce à une convention entre les institutions participantes et l’INAMI.

Le remboursement concerne des biomarqueurs dont l’utilité clinique est reconnue pour des indications déterminées de tumeurs solides et d’hémopathies malignes. Il ne faut donc pas en déduire que n’importe quel test ctDNA ou qu’un dépistage multi-cancers commercial est automatiquement pris en charge.

Pour replacer ces analyses médicales dans le paysage beaucoup plus large des analyses génétiques, notre guide présente également les différents types de tests ADN et leurs objectifs respectifs.

Suivre la réponse au traitement grâce au ctDNA

L’ADN tumoral circulant présente une caractéristique particulièrement intéressante : sa quantité peut évoluer rapidement.

Lorsqu’un traitement détruit efficacement la population tumorale, la dynamique du ctDNA peut changer. À l’inverse, une augmentation ou l’apparition de nouvelles anomalies peut signaler une progression ou l’émergence d’une résistance.

Des travaux récents montrent que le ctDNA peut fournir des informations sur la réponse thérapeutique dans différents cancers et parfois signaler des modifications moléculaires avant qu’elles ne deviennent évidentes sur l’imagerie.

Cela ne signifie pas que l’on peut remplacer les scanners, IRM ou autres examens de suivi par une simple prise de sang. L’intérêt se situe plutôt dans la combinaison de plusieurs sources d’information : clinique, imagerie, anatomopathologie et biologie moléculaire.

Cette évolution s’inscrit dans un mouvement plus général de médecine personnalisée que nous abordons également dans notre article consacré aux avancées de l’ADN et des tests génétiques en santé.

Maladie résiduelle : peut-on repérer un cancer invisible à l’imagerie ?

Après une chirurgie ou un traitement à visée curative, il peut rester dans l’organisme un très petit nombre de cellules tumorales.

Elles sont parfois trop peu nombreuses pour former une lésion visible sur un scanner.

Si ces cellules libèrent de l’ADN dans la circulation, un test ctDNA extrêmement sensible peut éventuellement en retrouver la trace. On parle alors de maladie résiduelle moléculaire, ou MRD.

La présence de ctDNA après un traitement curatif est, dans plusieurs cancers, fortement associée à un risque plus élevé de récidive. C’est l’une des raisons pour lesquelles cette technologie suscite autant d’intérêt en oncologie.

Mais une nuance est indispensable : un marqueur capable de prédire une récidive n’est pas automatiquement un marqueur permettant de savoir quel traitement supplémentaire doit être administré.

En Europe, l’utilisation routinière du ctDNA pour décider systématiquement d’intensifier ou de diminuer un traitement après une prise en charge curative reste en cours d’évaluation selon les cancers et les situations. Les résultats de plusieurs essais cliniques sont précisément destinés à déterminer si une stratégie guidée par ctDNA améliore réellement le devenir des patients.

Peut-on dépister un cancer chez une personne sans symptôme avec une prise de sang ?

C’est probablement la question qui attire aujourd’hui le plus l’attention.

Sur le plan biologique, l’idée est séduisante : si une tumeur libère du matériel génétique avant de provoquer des symptômes, pourquoi ne pas le rechercher dans le sang ?

La difficulté se situe dans les performances nécessaires pour un dépistage de masse.

Un test utilisé chez des millions de personnes en bonne santé doit présenter une excellente spécificité pour éviter un grand nombre de fausses alertes, mais également une sensibilité suffisante pour ne pas manquer trop de cancers.

Or, ces deux objectifs sont particulièrement difficiles à atteindre simultanément lorsque la quantité de ctDNA est extrêmement faible.

Galleri : que nous apprend le test sanguin multi-cancers le plus médiatisé ?

Galleri, développé par GRAIL, constitue l’un des exemples les plus connus de test MCED.

Il analyse des profils de méthylation du cfDNA à l’aide du séquençage et d’algorithmes afin de rechercher un signal associé à plus de 50 types de cancers et de prédire l’origine probable de ce signal.

Le fabricant le présente comme un test de dépistage complémentaire, et non comme un test diagnostique. Un résultat positif doit donc être exploré par des examens médicaux classiques. Un résultat négatif ne permet pas non plus d’affirmer qu’aucun cancer n’est présent.

PATHFINDER 2 : une excellente spécificité mais une sensibilité beaucoup plus variable

Les premières données de PATHFINDER 2 présentées à l’ESMO 2025 portaient sur 23 161 participants disposant d’un suivi de douze mois.

Dans cette analyse :

• la spécificité était de 99,6 % ;

• la valeur prédictive positive était de 61,6 % ;

• la sensibilité observée sur l’ensemble des cancers diagnostiqués au cours du suivi atteignait 40,4 % ;

• elle atteignait 73,7 % pour un groupe prédéfini de 12 cancers responsables d’une part importante de la mortalité par cancer aux États-Unis ;

• la première prédiction de l’origine du signal cancéreux était correcte dans environ 91,7 % des vrais positifs.

Ces résultats illustrent parfaitement pourquoi il ne suffit pas d’annoncer qu’un test possède une « précision de 99 % ».

Une spécificité de 99,6 % signifie que le test produit peu de faux positifs chez les personnes sans cancer. Cela ne veut pas dire qu’il détecte 99,6 % des cancers.

Dans PATHFINDER 2, la sensibilité globale était nettement plus basse.

Il faut également rappeler que cette étude concernait principalement une population américaine et que les travaux ont été financés par GRAIL. Ces données doivent donc être replacées dans l’ensemble des preuves disponibles.

NHS-Galleri : le grand essai qui impose de rester prudent

L’étape décisive consistait à déterminer si l’ajout de Galleri aux dépistages classiques permettait réellement de réduire le nombre de cancers découverts à un stade avancé.

C’était l’objectif du grand essai randomisé NHS-Galleri, réalisé en Angleterre auprès d’environ 142 000 participants âgés de 50 à 77 ans et sans symptôme de cancer lors de leur inclusion.

Les résultats communiqués en 2026 sont importants : le critère principal de l’étude n’a pas été atteint.

L’ajout du test n’a pas produit de réduction statistiquement significative du nombre combiné de cancers diagnostiqués aux stades III et IV dans le groupe principal prédéfini.

Certaines analyses secondaires sont néanmoins plus encourageantes. Une diminution des diagnostics au stade IV a notamment été observée au fil des campagnes successives de dépistage.

Mais ces résultats secondaires ne doivent pas être utilisés pour transformer un essai négatif sur son critère principal en démonstration d’efficacité globale. Les données de mortalité, surtout, seront essentielles : trouver un cancer plus tôt n’a d’intérêt pour un programme de dépistage que si cela améliore finalement le devenir des personnes dépistées.

À ce stade, Galleri ne constitue donc pas un dépistage de population de référence en France ou en Belgique.

Pourquoi un résultat négatif n’exclut-il pas un cancer ?

Le raisonnement est simple.

Pour détecter du ctDNA, il faut d’abord que la tumeur en libère suffisamment dans le sang.

Une petite tumeur peut :

• libérer très peu de matériel génétique ;

• libérer son ADN de manière intermittente ;

• présenter un profil biologique plus difficile à détecter ;

• se situer dans un organe dont les tumeurs relarguent peu de ctDNA dans la circulation.

Le signal peut alors rester sous la limite de détection du test.

Un résultat négatif signifie donc uniquement que le test n’a pas identifié le signal qu’il recherchait dans cet échantillon au moment du prélèvement.

Il ne signifie pas : « cette personne n’a pas de cancer ».

La HAS rappelle la même logique dans le contexte du cancer du poumon : une analyse ctDNA négative n’exclut pas l’existence d’une anomalie génétique dans la tumeur.

Et pourquoi existe-t-il des faux positifs ?

Toutes les anomalies génétiques retrouvées dans le sang ne proviennent pas nécessairement d’une tumeur solide.

L’un des phénomènes importants est l’hématopoïèse clonale, parfois appelée CHIP.

Avec l’âge, certaines cellules souches de la moelle osseuse peuvent acquérir des mutations puis donner naissance à une population de cellules sanguines portant ces mêmes modifications.

Ces mutations peuvent se retrouver dans le cfDNA et, sans contrôles appropriés, être prises à tort pour des mutations provenant d’une tumeur.

Les laboratoires et logiciels d’interprétation doivent donc distinguer plusieurs sources possibles de signal biologique, en plus de gérer les erreurs techniques liées au prélèvement, au stockage, à l’extraction, au séquençage et à la bio-informatique. Les recommandations françaises et européennes insistent fortement sur cette standardisation.

Biopsie liquide ou biopsie tissulaire : faut-il vraiment choisir ?

Les deux examens ne fournissent pas exactement les mêmes informations.

Une biopsie tissulaire permet au pathologiste d’observer les cellules, leur architecture et les caractéristiques du tissu. Elle est indispensable pour établir de nombreux diagnostics de cancer.

La biopsie liquide, elle, offre un accès rapide et peu invasif à certaines informations moléculaires.

Elle présente plusieurs avantages :

• une simple prise de sang est plus facile à répéter ;

• elle peut être utile lorsqu’une lésion est difficile ou dangereuse à biopsier ;

• elle permet de suivre l’évolution moléculaire d’un cancer dans le temps ;

• elle peut refléter plusieurs populations tumorales simultanément.

Mais elle présente aussi des limites :

• certaines tumeurs libèrent très peu de ctDNA ;

• un résultat négatif peut être faussement rassurant s’il est mal interprété ;

• certaines anomalies circulantes ne proviennent pas de la tumeur recherchée ;

• elle ne fournit pas toutes les informations histologiques d’une biopsie classique.

Dans la pratique actuelle, il est donc plus juste de considérer ces deux approches comme complémentaires plutôt que concurrentes.

ADN tumoral circulant : ce qui est établi et ce qui reste expérimental

La technologie a suffisamment progressé pour que le ctDNA ait désormais une place réelle en oncologie moléculaire.

Son utilité est particulièrement solide pour rechercher certaines altérations génétiques chez des patients dont le cancer est déjà connu, notamment lorsque le tissu est difficile à obtenir. Il représente également un biomarqueur très prometteur pour suivre la réponse, les mécanismes de résistance et le risque de récidive.

En revanche, passer de ces usages médicaux ciblés à un test sanguin de dépistage universel chez des personnes en bonne santé est un changement d’échelle considérable.

Les tests MCED montrent qu’il est techniquement possible de repérer un signal de plusieurs cancers dans une prise de sang. Ils n’ont toutefois pas encore démontré qu’ils pouvaient se substituer aux dépistages validés du cancer du sein, colorectal, du col de l’utérus ou du poumon chez les personnes concernées.

La biopsie liquide doit donc être envisagée comme une technologie en évolution rapide, pas comme un « test sanguin miracle » capable d’exclure ou de diagnostiquer à lui seul tous les cancers.

Conclusion : une prise de sang peut révéler l’ADN d’une tumeur, mais pas encore dépister tous les cancers

L’ADN tumoral circulant constitue l’une des avancées les plus importantes de la biologie moléculaire appliquée au cancer.

Le principe est remarquable : une tumeur peut laisser dans le sang de minuscules fragments de son ADN. Grâce au NGS, à la PCR digitale et à l’analyse de signatures comme la méthylation, il devient possible de récupérer certaines de ces informations sans prélever directement la tumeur.

Cette biopsie liquide possède déjà des applications concrètes pour caractériser certains cancers et orienter leur prise en charge. La recherche sur la maladie résiduelle et le suivi thérapeutique progresse également rapidement.

Le dépistage précoce multi-cancers, en revanche, doit encore démontrer son bénéfice clinique à grande échelle. Les résultats de Galleri illustrent bien cette situation : la technologie peut détecter des signaux cancéreux avec une très forte spécificité, mais elle manque encore une proportion importante des cancers et le grand essai NHS-Galleri n’a pas atteint son objectif principal.

Pour le grand public, la distinction essentielle est donc simple : détecter de l’ADN tumoral dans le sang est aujourd’hui possible ; transformer cette capacité en test universel fiable de dépistage du cancer reste un défi scientifique et médical.

Une prise de sang peut-elle détecter un cancer ?

Elle peut détecter certains signaux moléculaires associés à un cancer, notamment de l’ADN tumoral circulant. Cependant, les performances dépendent fortement du cancer, de son stade et de la technologie utilisée. Une prise de sang ctDNA ne permet pas aujourd’hui d’exclure ou de diagnostiquer à elle seule tous les cancers.

Quelle est la différence entre cfDNA et ctDNA ?

Le cfDNA désigne l’ensemble de l’ADN libre circulant dans le sang. Il provient principalement de cellules normales. Le ctDNA correspond uniquement à la fraction de cet ADN provenant de cellules tumorales.

Qu’est-ce qu’une biopsie liquide ?

Une biopsie liquide analyse des composants tumoraux présents dans un fluide biologique, généralement le sang. L’ADN tumoral circulant est l’un des biomarqueurs les plus étudiés. Contrairement à une biopsie tissulaire, elle ne nécessite pas de prélever directement un fragment de la tumeur.

Un résultat ctDNA négatif signifie-t-il que je n’ai pas de cancer ?

Non. Une tumeur peut libérer trop peu d’ADN pour être détectée. Un résultat négatif signifie uniquement qu’aucun signal correspondant aux critères du test n’a été retrouvé dans l’échantillon analysé. Il ne permet pas d’exclure formellement un cancer.

Les tests sanguins multi-cancers sont-ils disponibles en France ou en Belgique comme dépistage de routine ?

Ils ne font pas actuellement partie des programmes standards de dépistage de population en France ou en Belgique. Certaines analyses de ctDNA sont utilisées en oncologie dans des indications médicales précises, mais cela est très différent d’un dépistage multi-cancers proposé à une personne sans symptôme.