Une nouvelle méthode de séquençage de l’ADN sc fournit des informations sur l’évolution du cancer du sein

Surmontant les défis techniques précédents avec le séquençage de l’ADN unicellulaire (ADNc), un groupe dirigé par des chercheurs de l’Université du Texas MD Anderson Cancer Center a développé une nouvelle méthode pour le séquençage de l’ADN sc à une seule molécule. Cette technique a révélé pour la première fois que les cancers du sein triple négatifs subissent des changements continus du nombre de copies génétiques après une explosion initiale d’instabilité chromosomique.

Les résultats, publiés aujourd’hui dans La nature, offrent une nouvelle approche précise et efficace pour le séquençage de centaines de cellules cancéreuses individuelles tout en fournissant de nouvelles informations sur l’évolution du cancer. Ces informations peuvent expliquer pourquoi les traitements ne sont pas toujours efficaces et pourquoi les chercheurs ne sont pas en mesure de générer des cultures cellulaires homogènes en laboratoire.

Cela représente un progrès significatif par rapport à nos premières méthodes de séquençage d’ADN unicellulaire, avec un débit, une précision et une facilité d’utilisation considérablement accrus. Nous sommes maintenant en mesure de résoudre de très petites différences de nombre de copies au sein de la population de cellules tumorales d’une manière qui n’était pas possible auparavant. « 

Nicholas Navin, Ph.D., auteur principal, professeur agrégé de génétique et bioinformatique et biologie computationnelle

La nouvelle technique, appelée Acoustic Cell Tagmentation (ACT), commence par un tri cellulaire activé par fluorescence pour isoler des noyaux uniques de milliers de cellules. Un processus de chimie en trois étapes coupe ensuite l’ADN de chaque cellule en fragments précis, ajoute des adaptateurs universels et incorpore des codes-barres pour le séquençage de nouvelle génération.

La chimie est réalisée avec la technologie de transfert de liquide acoustique, qui utilise des ondes sonores pour transférer des volumes infimes de liquide rapidement et efficacement. Alors que les premières approches de séquençage de l’ADN sc nécessitaient trois jours du début à la fin, la nouvelle approche peut être complétée en seulement trois heures, a expliqué Navin.

Avec cette méthode améliorée de séquençage de l’ADN à partir d’un nombre limité de cellules, les chercheurs ont cherché à répondre à une question permanente sur l’évolution du cancer. L’équipe de Navin avait précédemment établi que les cancers du sein triple négatifs subissaient une évolution ponctuée, acquérant des changements de nombre de copies dans une explosion initiale d’instabilité chromosomique, mais on ne savait pas si les cellules cancéreuses continuaient à accumuler des changements après cet événement.

Dirigée par l’étudiant diplômé Darlan Conterno Minussi, l’équipe de Navin a travaillé avec le laboratoire de Franziska Michor, Ph.D., au Dana-Farber Cancer Institute, pour effectuer une analyse du nombre de copies sur 16178 cellules individuelles de huit cancers du sein triple négatifs et quatre lignées cellulaires en utilisant la technique ACT.

« Nous avons découvert que l’évolution ponctuée de ces cellules est suivie d’une instabilité transitoire », a déclaré Navin. « Après l’événement initial, il y a une période pendant laquelle les changements de nombre de copies s’accumulent à des taux élevés qui finissent par ralentir jusqu’à un taux basal. »

La compréhension que les cancers du sein triple négatifs continuent d’évoluer au fil du temps peut expliquer pourquoi les traitements ne sont pas toujours efficaces – une petite partie des cellules cancéreuses peut avoir acquis une mutation qui traduit une résistance à une thérapie donnée. À l’avenir, les chercheurs aimeraient déterminer si le nombre de modifications génétiques subies par une tumeur est prédictif des résultats cliniques.

Les résultats ont également des implications pour la recherche préclinique, car les chercheurs ont confirmé que les lignées cellulaires du cancer du sein triple négatif continuent également d’accumuler des changements lorsqu’elles sont cultivées en laboratoire. Surtout, les chercheurs ont montré que les procédures de culture cellulaire de laboratoire couramment utilisées ne sont pas en mesure de générer des populations homogènes de cellules tumorales, car elles re-diversifient rapidement leurs génomes.

L’équipe de recherche continue de s’appuyer sur ces travaux en enquêtant sur d’autres types de cancer, cherchant à comprendre si ce modèle d’évolution du cancer peut être largement applicable au-delà des cancers du sein triple négatifs.