Les chercheurs ont découvert un mécanisme précédemment inconnu qui protége les fins du chromosome de la réparation par erreur par la cellule. Bien que la réparation de l'ADN soit vitale pour la survie, les tentatives de réparation des extrémités chromosomiques – appelées télomères – peuvent avoir des résultats catastrophiques pour les cellules. La recherche, publiée dans Natureaugmente la compréhension de la façon dont le cancer et de certaines maladies rares se développent. Il était dirigé par des chercheurs de l'Université de Linköping en Suède et de l'Institut de recherche sur le cancer au Royaume-Uni.
Les cellules surveillent constamment leur ADN. Une hélice d'ADN qui se termine brusquement est un signal que l'ADN a été gravement endommagé – du moins dans la plupart des cas.
Les dommages à l'ADN les plus graves qu'une cellule peut subir est lorsqu'une hélice d'ADN se brise en deux pièces. «
Francisca Lottersberger, professeur agrégé, Université de Linköping
Normalement, les cellules tenteraient de réparer rapidement tous les dommages à l'ADN. Le dilemme est que nos chromosomes ont des extrémités qui ressemblent à de l'ADN cassé. Si les cellules devaient les « réparer », à la recherche d'une autre extrémité lâche pour les rejoindre, cela conduirait à la fusion entre deux chromosomes ou plus, ce qui rend la cellule susceptible de se transformer en cellule cancéreuse.
Par conséquent, les extrémités chromosomiques – appelées télomères – doivent être protégées de la machinerie de réparation de l'ADN de la cellule.
« Je suis très intéressé par le fait que les cellules doivent constamment réparer les dommages à l'ADN pour éviter les mutations, la mort cellulaire et le cancer, tandis que, en même temps, ils ne doivent pas réparer les fins chromosomiques par erreur, car cela entraînerait le même résultat catastrophique. Quelle est la différence entre l'ADN endommagé et la fin du chromosome naturel? » Dit que Franca a été connu de presque un siècle.
Bien que les télomères ne soient pas réparés comme s'ils étaient de l'ADN cassé, plusieurs protéines de réparation d'ADN peuvent être trouvées aux extrémités du chromosome. L'équipe de recherche de Francisca Lottersberger a précédemment montré qu'une protéine de réparation clé, la protéine kinase de l'ADN (appelée ADN-PK) aide à traiter les télomères et à les protéger de la dégradation. Mais comment l'ADN-PK en même temps est empêché d'essayer de réparer ces extrémités ADN émoussées est restée un mystère jusqu'à présent.
En collaboration avec le Dr Max Douglas à l'Institut de recherche sur le cancer au Royaume-Uni, les chercheurs ont montré que deux autres protéines, appelées Rap1 et TRF2, ont un rôle important à jouer dans la régulation de l'ADN-PK.
« Nous montrons génétiquement, biochimiquement et structurellement comment la protéine RAP1, apportée aux télomères par TRF2, s'assure par interaction directe que l'ADN-PK ne » répare « les télomères », explique Francisca Lottersberger, qui a mené la partie génétique de l'étude.
Le rôle des télomères dans des processus tels que le développement du cancer et le vieillissement, et ce qui se passe lorsqu'ils ne fonctionnent pas correctement, a depuis longtemps des scientifiques intéressés. Les maladies causées par les perturbations de l'entretien des télomères sont rares, mais très graves, et comprennent un vieillissement prématuré, une carence en cellules sanguines appelée anémie aplasique et fibrose dans les poumons.
Dans environ la moitié des cas, la maladie s'explique par une mutation connue qui affecte la stabilité des télomères, mais dans de nombreux cas, il n'y a actuellement aucune explication médicale connue de la raison pour laquelle l'individu est malade. Francisca Lottersberger espère que ses résultats aideront à définir le mécanisme biologique derrière des cas plus inexpliqués.
Leurs recherches sont également pertinentes dans la recherche sur le cancer. D'un côté, une «réparation» inappropriée des télomères peut déclencher des événements catastrophiques conduisant à l'accumulation de mutations et de cancer. De l'autre côté, les cellules cancéreuses sont souvent moins efficaces pour réparer les dommages à l'ADN par rapport aux cellules normales. Cette faiblesse est exploitée dans les traitements contre le cancer et de nombreuses thérapies tuent les cellules tumorales en causant des dommages à l'ADN ou en inhibant la réparation, ou les deux.
En d'autres termes, la connaissance de la façon dont les cellules régulent la réparation de l'ADN et protègent les télomères ont une incidence sur la prévention et le traitement du cancer. Une compréhension accrue de quelles protéines jouent un rôle clé dans ces processus cellulaires peuvent à long terme contribuer à des stratégies de traitement plus précises et ciblées.
Le soutien financier à l'étude a été fourni par, entre autres, la Société suédoise du cancer, le Conseil de recherche suédois et la Fondation Knut et Alice Wallenberg. Francisca Lottersberger travaille au Wallenberg Center for Molecular Medicine à l'Université de Linköping où elle est boursier WCMM.
