Comment les gènes du cancer deviennent indépendants
Une étude met en lumière l'évolution mystérieuse des anneaux d'ADN
Les tumeurs semblent parfois prendre une vie propre, se développant à un rythme anormalement rapide ou développant soudainement une résistance à un médicament anticancéreux. Ce comportement est souvent expliqué par le fait que les gènes cancéreux se séparent des chromosomes de la cellule et "partent d'eux-mêmes" sous forme d'anneaux. Jusqu'à présent, on sait peu de choses sur la manière exacte dont ces anneaux d'ADN apparaissent et sur la manière dont ils continuent à se développer au fur et à mesure de la croissance de la tumeur. Une équipe internationale de chercheurs dirigée par la Charité - Universitätsmedizin Berlin et le Centre Max Delbrück a mis au point une nouvelle méthode pour retracer ce chemin dans le neuroblastome, un type de cancer. Les résultats ont été publiés dans la revue Nature Genetics.
Considérés comme l'un des plus grands défis de la recherche sur le cancer, les anneaux d'ADN sont de minuscules boucles de matériel génétique flottant par centaines dans le noyau de la cellule, détachées des chromosomes. Ils ont été découverts pour la première fois en 1965 et posent encore de nombreuses questions aux chercheurs. D'où viennent tous ces anneaux ? Quelle est leur fonction ? Comment affectent-ils les cellules et l'organisme dans son ensemble ? Une chose est claire : près d'un tiers de toutes les tumeurs chez les enfants et les adultes présentent des anneaux d'ADN à l'intérieur de leurs cellules, et ces tumeurs sont presque toujours très agressives. L'ADN en forme d'anneau, appelé ADN extrachromosomique (ADNeC), est également souvent impliqué lorsqu'une tumeur développe une résistance à un médicament précédemment efficace. Les chercheurs du monde entier espèrent identifier de nouvelles approches pour traiter le cancer en étudiant cette forme spécifique d'information génétique. Cependant, l'ADNec n'a pas toujours un effet néfaste sur la croissance du cancer. Certains anneaux semblent également inoffensifs.
Noyaux et chromosomes de cellules de neuroblastome. Les anneaux d'ADN sont colorés en jaune, turquoise ou magenta. Chaque couleur est associée à un gène cancéreux différent.
Rocío Chamorro González, Charité
"Pour faire la différence entre les anneaux d'ADN dangereux et inoffensifs et pouvoir suivre leur évolution au sein de la tumeur, nous devons examiner le tissu cellule par cellule", explique le responsable de l'étude, le professeur Anton Henssen. Il travaille au département d'oncologie et d'hématologie pédiatriques de la Charité et effectue des recherches au Centre de recherche expérimentale et clinique (ECRC), une institution commune à la Charité et au Centre Max Delbrück. Avec son équipe, il a mis au point une technologie capable de lire le code génétique des anneaux d'ADN existants pour chaque cellule. En même temps, elle indique quels gènes sont actifs sur les anneaux. "Cela nous permet de compter simplement le nombre de cellules de la tumeur qui abritent un anneau spécifique", explique M. Henssen. "S'il n'y en a pas beaucoup, cet anneau n'est pas très important pour la croissance du cancer. Mais s'il y en a beaucoup, il est évident qu'il confère à une cellule tumorale un avantage sélectif."
Quels anneaux d'ADN stimulent la croissance des tumeurs ?
Les chercheurs ont d'abord utilisé la nouvelle méthode pour prendre un instantané de tous les anneaux d'ADN dans des cellules de neuroblastome en culture. Le neuroblastome est une forme de cancer hautement malin qui est particulièrement répandu chez les très jeunes enfants. La recherche a montré qu'il n'y a pas deux cellules cancéreuses identiques : l'une peut avoir 100 anneaux d'ADN flottant autour d'elle, l'autre peut en avoir 2 000. Les anneaux varient également beaucoup en taille, le plus petit d'entre eux étant constitué de seulement 30 composants génétiques et le plus grand de plus d'un million.
"Les grands anneaux d'ADN sont chargés de gènes cancéreux provenant des chromosomes de la cellule", explique Rocío Chamorro González, premier auteur de l'étude, qui effectue également des recherches au département d'oncologie et d'hématologie pédiatriques de la Charité et au CECR. "La forme en anneau leur permet de contourner les lois classiques de la génétique, ce qui leur confère une sorte d'autonomie. Ces gènes cancéreux se sont mis à fonctionner seuls, si l'on peut dire. Nous commençons à peine à en comprendre les ramifications. Dans notre étude, nous avons trouvé les grands anneaux d'ADN dans de nombreuses cellules de neuroblastome, de sorte qu'ils stimulent manifestement la croissance cellulaire. Les petits anneaux n'ont été trouvés que de manière isolée, ils ne sont donc probablement pas très importants pour les cellules cancéreuses.
Évolution d'un gène cancéreux indépendant
Pour comprendre comment un ADNec prend naissance et évolue ensuite dans une tumeur, le groupe de recherche a analysé un neuroblastome pédiatrique, cellule par cellule. Leurs résultats suggèrent que MYCN, un gène cancéreux connu, s'est d'abord détaché de son chromosome d'origine et a formé un anneau au début de la croissance de la tumeur dans ce cas. Deux des anneaux ont ensuite fusionné pour former un anneau plus grand, qui a ensuite perdu un segment plus court, puis un segment plus long. "Le dernier anneau semble avoir été le premier à conférer un avantage en termes de croissance, car c'est le seul qui apparaît dans de nombreuses cellules de neuroblastome", explique Henssen. "Cela montre que le gène du cancer est non seulement devenu indépendant grâce à ces processus, mais qu'il a également continué à s'améliorer.
Ce type de compréhension de l'évolution des anneaux d'ADN au sein d'une tumeur aurait été impossible sans la nouvelle méthode mise au point. L'équipe de chercheurs prévoit maintenant d'utiliser la même méthode pour reconstruire les étapes du développement dans d'autres cas de cancer. Les chercheurs espèrent que cela leur permettra de mieux distinguer les anneaux d'ADN dangereux des anneaux inoffensifs. "Nous espérons qu'à l'avenir, nous pourrons voir dans un cas particulier si la tumeur est particulièrement agressive ou non, simplement en regardant les anneaux d'ADN", explique Henssen. "Nous pourrions alors adapter le traitement. C'est pourquoi le test du pouvoir prédictif d'anneaux d'ADN spécifiques est le prochain objectif de notre recherche".
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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