Les scientifiques examinent les empreintes génétiques du cancer pour mieux comprendre les causes de la maladie. Flickr/CC BY-NC 2.0
C’est un cliché, mais mieux vaut prévenir que guérir.
Nous parlons souvent de plus de 4 cancers sur 10 évitables, par exemple en ne fumant pas, en réduisant la consommation d’alcool et en maintenant un poids santé.
Nous pouvons dire cela grâce à des années de preuves solides. Ces preuves montrent que ces comportements et d’autres – ainsi que des éléments de notre environnement que nous ne pouvons pas nécessairement contrôler – peuvent provoquer le cancer en endommageant l’ADN de nos cellules.
Mais l’image de ce qui cause le cancer n’est pas complète.
Entrez le professeur Sir Mike Stratton, directeur du Wellcome Trust Sanger Institute à Cambridge, et son équipe du Royaume-Uni, des États-Unis et du Centre international de recherche sur le cancer en France.
Au cours de la dernière décennie, ils ont découvert des modèles de dommages à l’ADN à l’intérieur des cellules cancéreuses qui ne peuvent être liés à une cause connue.
Maintenant, avec les 20 millions de livres sterling qu’ils ont récemment reçus grâce à notre prix Grand Challenge, ils visent à combler ces lacunes et à lier ces modèles à une cause.
Leur objectif est d’améliorer considérablement notre compréhension des causes du cancer, en prévenant potentiellement plus de cas à l’avenir.
Retrouver les empreintes digitales
Tout le monde dans le monde est identifiable par son empreinte digitale – un motif unique de marques qui distingue une personne d’une autre.
Nous ne savons toujours pas ce qui cause environ 50 % des « empreintes digitales » mutationnelles que nous voyons dans le cancer. – Professeur Sir Mike Stratton
Mais les motifs d’identification ne se trouvent pas seulement sur nos doigts. Nos cellules en ont aussi.
Au lieu d’être un motif unique de cercles et de tourbillons, ces « empreintes digitales » cellulaires – également appelées « empreintes digitales » mutationnelles – sont constituées de motifs uniques de changements génétiques enfouis dans notre ADN.
«Au fur et à mesure que les cellules traversent la vie, elles détectent des erreurs dans leur ADN. Et selon le nombre et le type d’erreurs, une cellule développe sa propre « empreinte digitale » mutationnelle distincte », explique Stratton.
« Ces « empreintes digitales » fournissent des indices sur la façon dont une cellule a vécu sa vie, donc en les étudiant, nous pouvons non seulement identifier les erreurs dans une cellule, mais aussi ce qui les a causées. »
À l’heure actuelle, les scientifiques ont découvert environ 50 « empreintes digitales » mutationnelles à l’intérieur de différentes cellules cancéreuses – ce qu’on appelle les empreintes digitales mutationnelles associées au cancer.
Mais ils ne savent ce qui cause environ la moitié d’entre eux.
« Nous savons à quoi ressemblent les « empreintes digitales » mutationnelles associées aux cancers causés par la lumière ultraviolette et la fumée de tabac », explique Stratton.
« Et nous savons que dans certains cas, il y a plus d’une empreinte digitale par cause. »
« Mais nous ne savons toujours pas ce qui cause environ 50 % des » empreintes digitales » mutationnelles que nous voyons dans le cancer. »
Selon Stratton, il pourrait également y avoir d’autres « empreintes digitales » mutationnelles associées au cancer à découvrir.
Et s’il y en a, son équipe vise à les trouver, ainsi qu’à lier les «empreintes digitales» connues restantes à une cause.
Élevé vs faible – la réponse est dans les différences
Stratton estime que certaines « empreintes digitales » mutationnelles associées au cancer sont causées par des erreurs qui se produisent de manière aléatoire par le biais de processus cellulaires naturels.
Pour le reste, il pense que les causes sont probablement des causes évitables associées à des choses spécifiques comme le tabagisme ou l’exposition à d’autres produits chimiques cancérigènes (cancérigènes).
Pour identifier ces facteurs évitables – et pour déterminer exactement comment ils causent le cancer – Stratton et son équipe étudieront des échantillons prélevés sur 5 000 patients atteints de cancer du pancréas, du rein, de l’œsophage et de l’intestin.
S’étendant sur 5 continents, ces échantillons proviendront de patients de pays présentant un niveau élevé ou faible de ces cancers – ce que Stratton explique est au cœur du projet.
« Si nous pensons à certains des types de cancer les plus courants, y compris ceux que nous étudierons, il y a des régions du monde où ils sont courants et d’autres où ils sont rares. »
« Par exemple, le nombre de personnes diagnostiquées avec un carcinome épidermoïde, l’un des types de cancer de l’œsophage que nous examinerons, est 100 fois plus élevé en Iran et en Afrique de l’Est que dans d’autres pays. »
« Mais nous ne savons pas ce qui cause cette énorme différence. »
Ce n’est pas le seul exemple d’un type de cancer plus fréquent dans certaines parties du monde que d’autres, ce que nous avons exploré dans une récente série d’articles de blog.
Pour certaines de ces différences, les scientifiques ont des théories sur ce qui se cache derrière. Ils croient qu’il y a une cause – quelque chose à laquelle nos cellules sont exposées – qui est responsable.
Pour trouver ces causes inconnues, ils liront la séquence complète d’ADN des cellules cancéreuses dans les 5 000 échantillons qu’ils prélèveront sur des patients de chaque continent. Ils étudieront ensuite ces séquences d’ADN pour identifier la ou les « empreintes digitales » mutationnelles présentes dans chaque échantillon.
Forte de ces informations, l’équipe comparera les « empreintes digitales » mutationnelles pour chacun des 5 types de cancer. Et ils compareront cela aux pays avec des niveaux élevés et faibles de chaque cancer particulier.
Ce faisant, ils espèrent déterminer quelles « empreintes digitales » sont les plus courantes – ou potentiellement seul présents – dans des échantillons prélevés sur des patients dans des pays où les taux d’un cancer spécifique sont élevés et qui, en même temps, sont moins fréquents – voire absents – dans les pays à faibles taux.
À partir de là, le défi de l’équipe sera de déterminer ce qui a causé l’« empreinte digitale » mutationnelle – et si c’est quelque chose qui pourrait être évité.
Pour ce faire, ils étudieront les habitudes, les modes de vie et les environnements des patients qui ont généreusement fait don d’échantillons à la recherche.
« Il y a un réel désir et une volonté de la part des gens de s’impliquer »
Faire fonctionner tous ces efforts mondiaux, collaborer à travers les continents, collecter des informations sur les patients et des échantillons, est quelque chose que Stratton décrit comme un énorme défi logistique.
C’est pourquoi l’équipe a formé une collaboration « cruciale et inestimable » avec le Dr Paul Brennan et d’autres du Centre international de recherche sur le cancer (CIRC), qui est l’agence de lutte contre le cancer de l’Organisation mondiale de la santé.
« Au CIRC, nous avons un vaste réseau de partenaires dans le monde avec qui nous travaillons depuis de nombreuses années pour étudier de nombreux cancers différents », explique Brennan.
« Cela nous place dans une très bonne position pour aider le professeur Stratton et son équipe à atteindre leur objectif de collecter 5 000 échantillons de patients sur les 5 continents. »
Je suis absolument sûr que nous verrons des surprises en cours de route au fur et à mesure que nous analyserons les données. – Dr Paul Brennan
Pour ce projet, Brennan et ses collègues du CIRC ont standardisé la manière dont les groupes participants du monde entier doivent collecter, stocker et envoyer les échantillons de patients. Cela permet de s’assurer que tous les échantillons sont traités de la même manière autant que possible.
Ils expliquent également clairement les informations dont ils ont besoin auprès des patients sur leur mode de vie et leurs habitudes, encore une fois pour s’assurer que les informations qu’ils recueillent peuvent être comparées à travers les continents, chacun avec des services de santé et des défis différents.
Mais une chose qui n’a pas été un énorme défi, dit Brennan, c’est d’inciter les partenaires de recherche à s’impliquer dans le projet.
« Nous discutons déjà avec nos partenaires dans certains pays, et tout le monde est vraiment enthousiasmé par le projet. Il y a un réel désir et une volonté de la part des gens de s’impliquer », dit-il.
Cela est en partie dû au fait que le CIRC a une bonne histoire de collaboration avec les hôpitaux universitaires et les instituts nationaux du cancer à travers le monde, et c’est une organisation des Nations Unies de confiance qui a les moyens de travailler à l’échelle mondiale.
Mais plus encore, il pense que les gens veulent s’impliquer en raison du potentiel du projet.
« Les gens reconnaissent que ce projet, qui se déroule à grande échelle, a le potentiel de débloquer de nouvelles causes de cancer. C’est quelque chose dont les gens veulent faire partie.
Des souris et des hommes
En plus de tous les travaux impliquant des échantillons de patients, l’équipe réalisera également des expériences en laboratoire avec des souris et des tumeurs cultivées en laboratoire (organoïdes) fabriquées à partir de cellules cancéreuses humaines.
Stratton explique qu’à l’heure actuelle, il existe environ 100 produits chimiques et expositions qui, selon les scientifiques, pourraient jouer un rôle dans le cancer. Mais ils ne savent pas s’ils le font définitivement. Et s’ils le font, il n’est pas clair quelle « empreinte digitale » mutationnelle ces causes potentielles pourraient générer.
Avec leurs expériences en laboratoire, son équipe vise à mieux comprendre.
« Nous allons faire l’inverse de ce que nous faisons avec les échantillons de patients », explique Stratton.
« Au lieu d’examiner l’« empreinte digitale » mutationnelle dans une cellule et de déterminer ce qui l’a provoquée, nous allons exposer les cellules en laboratoire à certains produits chimiques et expositions comme les radiations, et voir quelle « empreinte digitale » elle laisse derrière elle. »
- Regardez le professeur Sir Mike Stratton expliquer son projet gagnant du Grand Challenge
Prévenir plus de cancers
Stratton est enthousiaste à l’idée d’analyser les séquences d’ADN et de voir les résultats de ce que les « empreintes digitales » pourraient contenir.
Mais il souhaite également voir « comment à l’avenir ce travail pourrait aider à prévenir plus de cas de cancer en identifiant des causes inconnues et évitables ».
Bien qu’ils aient des théories sur ce que pourraient être ces causes, Brennan et Stratton sont clairs sur le fait que les réponses ne peuvent venir qu’en faisant cette recherche.
« Je suis absolument certain que nous aurons des surprises en cours de route au fur et à mesure que nous analyserons les données », déclare Brennan. « C’est pourquoi je ne vais pas spéculer ni faire de prédictions sur ce que nous pourrions trouver. »
Et comme l’explique Stratton : « C’est de la science – il n’y a aucune certitude sur ce que nous trouverons en cours de route. C’est ce qui le rend passionnant.
Le travail de Stratton et de son équipe vise à améliorer considérablement notre compréhension des causes du cancer.
En cas de succès, cela pourrait conduire à une meilleure information pour les personnes cherchant à réduire leur risque de cancer, et également aider à éclairer les politiques gouvernementales visant à réduire l’exposition des personnes aux agents cancérigènes.
Oui, c’est encore un cliché, mais il vaut vraiment mieux prévenir que guérir.
Et cette recherche pourrait contribuer à rendre notre capacité à prévenir certains cancers encore plus efficace.
ine