Jetez un œil à l'intérieur du génome humain et, parmi les quelque 20 000 gènes qui servent d'éléments constitutifs de la vie, vous trouverez également des traces d'ADN laissées par des virus qui ont infecté les ancêtres des primates il y a des dizaines de millions d'années.
Ces anciens auto-stoppeurs, connus sous le nom de rétrovirus endogènes, ont longtemps été considérés comme de l'ADN inerte ou « poubelle », dépourvu de toute capacité à causer des dommages. De nouvelles recherches de l'Université du Colorado à Boulder publiées le 17 juillet dans la revue Progrès scientifiques L’étude montre que, lorsqu’ils sont réveillés, ils peuvent jouer un rôle essentiel dans la survie et la croissance du cancer. L’étude suggère également que le fait de faire taire certains rétrovirus endogènes peut améliorer l’efficacité des traitements contre le cancer.
Notre étude montre que les maladies d'aujourd'hui peuvent être considérablement influencées par ces anciennes infections virales auxquelles, jusqu'à récemment, très peu de chercheurs prêtaient attention.
Edward Chuong, auteur principal, professeur adjoint de biologie moléculaire, cellulaire et du développement à l'Institut BioFrontiers de l'Université du Colorado
En partie humain, en partie virus
Des études montrent qu'environ 8 % du génome humain est constitué de rétrovirus endogènes qui se sont glissés dans les cellules de nos ancêtres évolutionnaires, incitant leurs hôtes à copier et à transporter leur matériel génétique. Au fil du temps, ils ont infiltré les spermatozoïdes, les ovules et les embryons, faisant cuire leur ADN comme un fossile dans les générations à venir – et façonnant ainsi l'évolution au passage.
Même s'ils ne peuvent plus produire de virus fonctionnels, les recherches de Chuong ont montré que les rétrovirus endogènes peuvent agir comme des « interrupteurs » qui activent les gènes voisins. Certains ont contribué au développement du placenta, une étape cruciale de l'évolution humaine, ainsi qu'à notre réponse immunitaire aux virus modernes comme le COVID.
« De nombreux travaux ont montré que ces rétrovirus endogènes peuvent être domestiqués à notre avantage, mais peu ont montré comment ils pourraient nous nuire », a-t-il déclaré.
Pour explorer leur rôle dans le cancer, Chuong et le premier auteur Atma Ivancevic, chercheur associé dans son laboratoire, ont analysé les données génomiques de 21 types de cancer humains à partir d'ensembles de données accessibles au public.
Ils ont découvert qu’une lignée spécifique de rétrovirus endogène connu sous le nom de LTR10, qui infectait certains primates il y a environ 30 millions d’années, présentait des niveaux d’activité étonnamment élevés dans plusieurs types de cancer, notamment le cancer du poumon et du côlon. Une analyse plus approfondie des tumeurs de dizaines de patients atteints de cancer colorectal a révélé que le LTR10 était actif chez environ un tiers d’entre eux.
Lorsque l’équipe a utilisé l’outil d’édition génétique CRISPR pour extraire ou faire taire les séquences où il était présent, elle a découvert que des gènes critiques connus pour favoriser le développement et la croissance du cancer devenaient également sombres.
« Nous avons constaté que lorsque vous réduisez au silence ce rétrovirus dans les cellules cancéreuses, il désactive l'expression des gènes voisins », a déclaré Ivancevic.
Des expériences sur des souris ont donné des résultats similaires : lorsqu'un « interrupteur » LTR10 a été retiré des cellules tumorales, des gènes clés favorisant le cancer, dont un appelé XRCC4, ont également été désactivés, et les traitements visant à réduire les tumeurs ont mieux fonctionné.
« Nous savons que les cellules cancéreuses expriment de nombreux gènes qui ne sont pas censés être activés, mais personne ne sait vraiment ce qui les active », a déclaré Chuong. « Il s'avère que de nombreux interrupteurs qui les activent proviennent de ces anciens virus. »
Un aperçu du fonctionnement des thérapies existantes
Il est intéressant de noter que le rétrovirus endogène étudié semble activer des gènes de la voie dite de la MAP-kinase, une célèbre voie cellulaire qui est reprogrammée de manière négative dans de nombreux cancers. Les médicaments existants, connus sous le nom d'inhibiteurs de la MAP-kinase, fonctionnent probablement, en partie, en désactivant le commutateur du rétrovirus endogène, suggère l'étude.
Les auteurs soulignent que cette seule famille de rétrovirus régule jusqu'à 70 gènes associés au cancer dans cette voie. Différentes lignées influencent probablement différentes voies qui favorisent différents cancers.
Chuong soupçonne qu’à mesure que les gens vieillissent, leurs défenses génomiques s’effondrent, permettant à d’anciens virus de se réveiller et de contribuer également à d’autres problèmes de santé.
« Les origines des maladies qui se manifestent dans les cellules ont toujours été un mystère », a déclaré Chuong. « Les rétrovirus endogènes ne sont pas la seule cause de cette maladie, mais ils pourraient en être une grande partie. »
