Des chromosomes brisés provoquent un chaos cancéreux

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Des chromosomes brisés ont été impliqués dans le cancer.

En son cœur, le cancer est causé lorsque nos gènes – les instructions codées dans l’ADN trouvé dans nos cellules – vont mal. Sans les instructions correctes, les cellules commencent à se multiplier de manière incontrôlable, ne meurent pas lorsqu’elles sont endommagées et commencent à se propager dans tout le corps.

Les scientifiques qui étudient la nature précise de ces erreurs microscopiques – mais potentiellement désastreuses – ont trouvé toutes sortes d’erreurs étranges et merveilleuses. Celles-ci vont de « fautes de frappe » très spécifiques à des réarrangements à grande échelle.

Pour utiliser une analogie, si l’ensemble de l’ADN d’une cellule (son génome) est un peu comme un livre de recettes, alors certaines fautes génétiques équivalent à simplement changer « tomate » en « pomme de terre », tandis que d’autres s’apparentent à déchirer des pages entières dehors et en les remuant.

Mais de récentes recherches révolutionnaires menées par des scientifiques aux États-Unis et au Royaume-Uni ont révélé une manière complètement différente – et catastrophique – pour l’ADN de se gâter.

Briser la paix

Publié dans la prestigieuse revue Cell, ce travail révolutionnaire vient de l’équipe du Cancer Genome Project, qui nous a apporté les premiers génomes du cancer entièrement cartographiés fin 2009. Depuis, ils s’affairent à analyser l’ADN à partir d’échantillons prélevés sur de nombreux types de cancer et en essayant de repérer des tendances intéressantes dans les données.

Depuis les années 1970, l’opinion dominante est que les cancers « évoluent » progressivement, ramassant quelques nouveaux défauts chaque fois qu’une cellule se divise. Cette idée est soutenue par de nombreuses recherches sur les génomes du cancer au fil des ans.

Mais lors de leurs dernières investigations, l’équipe Cancer Genome a remarqué quelques exemples qui vont à l’encontre de cette tendance. Au lieu des signes distinctifs d’un changement progressif – quelques « fautes de frappe » ici, quelques « remaniements de pages » là-bas – les chercheurs ont découvert des preuves de quelque chose de beaucoup plus soudain et catastrophique.

Dans nos cellules, notre ADN est organisé en morceaux individuels appelés chromosomes, et 46 chromosomes se trouvent dans pratiquement toutes les cellules humaines. Si l’ADN entier d’une cellule est analogue à un manuel d’instructions, alors les chromosomes seraient des « chapitres » individuels.

Dans quelques échantillons de cancer, les scientifiques ont découvert qu’un ou deux chromosomes entiers avaient été littéralement brisés en morceaux et recousus de manière aléatoire – pas tant en mélangeant les pages du livre de recettes génétiques qu’en les déchirant complètement et en les collant au hasard. les morceaux se recollent. Les chercheurs appellent cela « chromothripsis » – thripsis signifiant en grec « brisé en morceaux ».

Cela ne semblait pas non plus être un événement extrêmement rare. Deux à trois pour cent des cancers étudiés par l’équipe jusqu’à présent présentent des signes de chromothripsis (sur un large éventail de types de cancer différents). Et dans certains types de cancer, cela semblait être encore plus courant – par exemple, environ un quart des échantillons de cancer des os avaient des chromosomes brisés.

Questions sans réponse

Bien que la recherche soit impressionnante et significative, elle soulève un certain nombre de questions.

Pour commencer, nous ne savons pas encore quel impact l’éclatement des chromosomes a sur les cellules cancéreuses. Cela peut sembler désordonné, mais ce chaos génétique par copier-coller a-t-il réellement un rôle majeur dans la croissance et la propagation du cancer ? Il y a de fortes chances que ce soit le cas, mais cela doit être compris en détail.

Suivant – comment cela se passe-t-il ? Dans les années 70, des chercheurs ont montré que dans certaines conditions dans une cellule en division, les chromosomes pouvaient se retrouver au mauvais endroit au mauvais moment, les faisant se briser. Ce même processus est-il à l’œuvre dans les cellules cancéreuses ?

Un autre mystère est pourquoi l’équipe n’a jamais trouvé qu’un ou deux chromosomes brisés dans une cellule. Il semble étrange qu’un événement aussi catastrophique soit limité si soigneusement, alors que se passe-t-il ? Il existe des preuves que des chromosomes individuels peuvent se coincer dans de petites « poches » causées par la division cellulaire indisciplinée des tumeurs, mais pour le moment, on ne sait pas exactement ce qui se passe dans le cas de la chromothripsie.

Enfin, comment les morceaux d’ADN sont-ils recollés ? Y a-t-il un motif discernable, ou est-ce aléatoire ? Quelle technique la cellule utilise-t-elle pour «coller» les extrémités ensemble, et pouvons-nous l’exploiter pour essayer de traiter le cancer plus efficacement – par exemple en désactivant le processus de réparation, laissant les cellules cancéreuses si endommagées qu’elles ne peuvent pas survivre ?

Obtenir des réponses à ces questions peut ne pas être simple et nécessitera beaucoup plus de recherches.

Où maintenant?

La découverte de la chromothripsis est complètement nouvelle et révèle un mécanisme jusqu’alors inconnu pour gâcher l’ADN dans les cellules cancéreuses. Au lieu de devenir progressivement de plus en plus chaotique, les chercheurs pensent que l’éclatement des chromosomes pourrait soudainement entraîner un changement majeur dans une tumeur – par exemple, transformer un cancer à croissance lente en un cancer à croissance rapide en une seule étape désastreuse.

De plus, le fait que la chromothripsis semble se produire dans un large éventail de types de cancer suggère qu’il s’agit probablement d’une propriété générale des cancers en général. Et il semble que le processus soit encore plus important dans une proportion significative de tumeurs osseuses.

Au fur et à mesure que le Cancer Genome Project progresse, parallèlement aux efforts connexes dans le monde, une multitude d’informations sont générées sur les changements génétiques qui sous-tendent le cancer.

Cette découverte – ainsi que les nombreuses autres qui suivront sans aucun doute ses traces – est une étape importante dans notre cheminement pour vraiment comprendre la maladie à un niveau fondamental. Cette connaissance est la clé pour finalement vaincre le cancer.

Kat

Référence
Stephens PJ, et al (2011). Réarrangement génomique massif acquis lors d’un seul événement catastrophique au cours du développement du cancer. Cellule, 144 (1), 27-40 PMID : 21215367