On sait que les cellules cancéreuses réveillent les gènes embryonnaires pour qu’ils se développent. Une nouvelle étude révèle que la maladie détourne également les protéines, ou « éditeurs », qui contrôlent la façon dont ces gènes sont lus.
Les résultats, publiés aujourd'hui dans la revue Recherche sur les acides nucléiquesaident à expliquer pourquoi les tumeurs se développent si rapidement et s’adaptent si bien, et pourraient ouvrir la voie à de nouveaux traitements.
Les cellules embryonnaires doivent croître rapidement et doivent pouvoir se transformer en de nombreux types de tissus différents. Les cellules dépendent de programmes génétiques qui finissent par être désactivés à mesure que les tissus mûrissent. Le cancer réveille ces programmes, donnant à la maladie un potentiel embryonnaire pour alimenter la croissance.
Des chercheurs du Centre de régulation génomique (CRG) montrent désormais que les cellules cancéreuses modifient également leurs outils d'édition pour devenir embryonnaires. Ce sont des facteurs d'épissage, des protéines qui modifient l'ARN après qu'il a été copié à partir de l'ADN, réorganisant différents segments de la séquence de manière à modifier le message d'un gène.
Normalement, les facteurs d’épissage aident les cellules à s’adapter à des environnements changeants en leur permettant de créer différentes protéines à partir du même gène. L’étude a révélé que les cellules cancéreuses activent des facteurs d’épissage qui ne sont normalement actifs qu’au début du développement, contribuant ainsi à la croissance tumorale.
Nous avons découvert que le cancer n'invente pas de nouveaux trucs. Au lieu de cela, il réutilise d’anciens programmes que les cellules utilisent normalement au début du développement, lorsqu’une croissance rapide est nécessaire. »
M. Miquel Anglada-Girotto, auteur principal de l'étude, Centre de régulation génomique
Les chercheurs décrivent comment le cancer prend le contrôle des éditeurs de gènes de la cellule. Lorsque les facteurs de cancer sont activés, en particulier le fameux oncogène MYC, l’équilibre des facteurs d’épissage est perturbé. Le réseau est si étroitement interconnecté que la perturbation d’une seule partie provoque un effet d’entraînement sur l’ensemble du système.
Lorsque MYC ou une autre voie de croissance initiatrice du cancer est activée, elle modifie le comportement d'une poignée d'éditeurs « initiateurs », provoquant une réaction en chaîne qui active les facteurs d'épissage qui poussent les cellules à se développer, tout en faisant taire les facteurs protecteurs qui contrôlent normalement la croissance.
« Combiné à d'autres défauts qui s'accumulent dans la cellule, ce recâblage global des facteurs d'épissage fait pencher la balance entre une croissance saine et le basculement de l'ensemble du système en mode cancer », explique le Dr Anglada-Girotto.
La recherche aide à expliquer pourquoi le cancer est une maladie si redoutable. Cela suggère également de nouvelles opportunités. Si les médecins peuvent détecter le moment où les facteurs d’épissage commencent à s’inverser, ils pourraient détecter les cancers plus tôt. Et si les médicaments peuvent cibler un seul facteur d’épissage, cela pourrait se répercuter sur l’ensemble du réseau et ralentir ou arrêter la croissance tumorale.
La découverte a été rendue possible parce que les chercheurs ont formé un modèle d’intelligence artificielle pour lire le schéma général de l’activité des gènes dans les cellules et déduire ce que faisaient les facteurs d’épissage en coulisses. Auparavant, les scientifiques devaient lire chaque petite modification de chaque molécule d’ARN, un processus long et coûteux.
Les auteurs de l'étude pensent qu'avec ce nouvel outil, les chercheurs peuvent désormais analyser des milliers d'ensembles de données existants pour voir comment les facteurs d'épissage se comportent, aidant ainsi à découvrir comment le cancer prend le contrôle d'une cellule et révélant les points faibles cachés.
Les travaux ont été dirigés par le Dr Anglada Girotto et supervisés par le professeur de recherche ICREA Luis Serrano au Centre de régulation génomique et le Dr Samuel Miravet Verde à l'ETH Zurich.
