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Un nouveau marqueur du cancer peut aider à une détection plus précoce
Par rapport à leurs cousines en bonne santé, les cellules cancéreuses sont un gâchis chaotique, ayant souvent des chromosomes supplémentaires, des formes anormales et d'autres attributs étranges. Maintenant, les scientifiques ont découvert une caractéristique étrange qui semble être unique aux cellules cancéreuses : de longues étendues d'ARN répétitif, connues sous le nom de satellites. Des recherches préliminaires suggèrent que les satellites apparaissent tôt dans le développement du cancer, une découverte qui pourrait finalement aider à la détection précoce.
Alerte précoce: Les cellules cancéreuses contiennent des concentrations élevées de segments répétitifs d'ARN appelés satellites (la tache sombre indiquée par une flèche dans l'image du bas), contrairement aux cellules saines (en haut).
C'est une découverte très intéressante et provocante, dit Stuart Orkin , président du département d'oncologie pédiatrique du Dana-Farber Cancer Institute, qui n'a pas participé à la recherche. Cela suggère des changements importants dans l'expression des gènes dans les cellules cancéreuses qui n'étaient pas reconnus auparavant. Il fait allusion à la façon dont la chromatine [la masse d'ADN et de protéines qui composent les chromosomes] et l'expression des gènes dans les cellules cancéreuses sont dérangées de manière globale.
David Ting, Daniel Haber , et des collaborateurs du Massachusetts General Hospital ont découvert les marqueurs par accident alors que Ting étudiait l'ARN des cellules tumorales. L'ADN qui code pour les gènes est normalement transcrit en ARN, qui est ensuite traduit en protéines. Ting a été intrigué par l'apparition de molécules d'ARN dont la séquence ne correspondait pas aux gènes. Il a découvert que les séquences correspondaient plutôt à des satellites, des segments d'ADN répétitifs qui sont transcrits en ARN mais jamais traduits en protéines.
Nous avons été surpris de découvrir que [les satellites] sont exprimés en quantités abondantes dans le tissu tumoral par rapport au tissu normal, dit Ting. Des tests de suivi dans des tissus cancéreux de souris et d'humains ont révélé des niveaux élevés de satellites dans différents types de tumeurs, notamment les cancers du poumon, du rein, de l'ovaire, de la prostate et du pancréas.
C'est une découverte fascinante car il n'y a aucun précédent pour trouver une seule classe d'[ADN] qui est uniformément surexprimée dans différents types de cancer, dit Bert Vogelstein , professeur d'oncologie et de pathologie au Sidney Kimmel Comprehensive Cancer Center de l'Université Johns Hopkins. Cela semble être vrai dans pratiquement tous les cancers qu'ils ont examinés.
Alors que les scientifiques connaissent l'existence de répétitions satellites dans le génome depuis des années (elles représentent environ cinq pour cent du génome), le rôle qu'elles jouent dans les cellules saines n'est toujours pas clair. Pendant longtemps, les gens l'ont ignoré, pensant qu'il s'agissait d'ADN résiduel, explique Ting. En fait, la plupart des logiciels utilisés pour analyser les séquences d'ADN sont conçus pour éliminer ces tronçons de leur analyse, dit-il.
Les scientifiques savent que les satellites sont exprimés au cours du développement fœtal, et on pense qu'ils aident les chromosomes à se diviser normalement. Cette similitude entre les cellules cancéreuses et les cellules embryonnaires - les deux peuvent proliférer de manière extensive - peut faire allusion au rôle que jouent les satellites dans le cancer. D'une manière ou d'une autre, le cancer a trouvé un moyen de revenir en arrière, de détourner un programme dès le début de son développement pour une utilisation malveillante, explique Ting.
Cependant, les chercheurs ne savent pas encore si les satellites jouent un rôle central dans le développement du cancer ou reflètent simplement un autre processus malin. Il pourrait être analogue, par exemple, à l'antigène prostatique spécifique (PSA), qui se trouve à des niveaux élevés dans les cellules cancéreuses de la prostate mais ne joue pas de rôle dans le cancer. Quoi qu'il en soit, ils espèrent que les séquences répétitives fourniront un nouveau biomarqueur pour le diagnostic du cancer.
Si les scientifiques confirment que l'expression satellite est fortement concentrée uniquement dans les cellules cancéreuses des tissus adultes, ils pourraient être en mesure de diagnostiquer avec précision le cancer à partir de très petites quantités de tissus, telles que les cellules collectées lors des biopsies à l'aiguille. L'équipe de Ting a déjà effectué des tests initiaux sur des cellules collectées dans des biopsies à l'aiguille de cancer du pancréas. Avec une sonde moléculaire fluorescente conçue pour se lier aux satellites, vous pouvez voir les cellules cancéreuses s'allumer, contrairement aux cellules non cancéreuses, explique Ting. Actuellement, les pathologistes analysent les cellules principalement en fonction de leur apparence au microscope, et leur évaluation peut varier considérablement.
L'équipe de Ting a également trouvé des concentrations élevées de satellites dans un type de cellule précancéreuse qui précède le cancer du pancréas. Cela implique que les satellites sont activés relativement tôt dans le développement du cancer, explique Ting. Si tel est le cas, il espère qu'ils pourront être utilisés pour détecter le cancer à un stade précoce. Maintenant, nous essayons d'avoir une idée du paysage. Pour quel pourcentage des autres cancers ce phénomène se produit-il ? Cela semble être répandu, mais nous n'avons pas de chiffres.
Les chercheurs disent qu'ils ont pu faire cette découverte en partie grâce au type de séquenceur qu'ils ont utilisé - un de Helicos Biosciences qui lit des molécules uniques d'ADN et d'ARN a permis aux scientifiques de compter le nombre de molécules d'ARN présentes dans les échantillons. La plupart des autres séquenceurs du marché doivent répliquer les molécules d'ARN ou d'ADN à l'étude avant de les séquencer.
Ting dit qu'il espère que d'autres scientifiques commenceront à rechercher des satellites dans leurs propres échantillons. Nous pensons qu'il s'agit d'un premier pas vers un nouveau domaine de recherche sur le cancer, dit-il.