Le Dr Chunxiao Song, chef de groupe et chimiste au Ludwig Institute for Cancer Research, Université d’Oxford, développe de nouveaux outils pour analyser les biopsies liquides pour le cancer du pancréas et de l’œsophage. Ici, Chunxiao nous parle de son dernier projet, financé conjointement par CRUK et l’Oregon Health and Science University (OHSU), développé en collaboration avec le Dr Thuy Ngo. Ensemble, ils visent à utiliser la technologie épigénétique et du transcriptome pour détecter le cancer plus tôt et fournir des informations sur l’origine du cancer.
« Thuy et moi étions post-doctorants ensemble dans le laboratoire de Stephen Quake à l’Université de Stanford, en Californie, où nous avons travaillé en parallèle sur de nouvelles approches pour les mesures biologiques. J’ai développé un outil de mesure de l’information épigénétique dans l’ADN acellulaire, tandis que Thuy a développé un outil de mesure du transcriptome dans l’ARN acellulaire. Sur la base de ces travaux, nous avons tous les deux été recrutés pour démarrer nos propres laboratoires – je suis allé à Oxford et Thuy à OHSU.
À Oxford, ma première grande subvention a été un CRUK Early Detection Project Award, qui a débuté en mai 2018. J’utilise ma technologie pour développer des cartes épigénétiques pour une gamme de cancers, notamment le cancer du poumon, du pancréas, de l’estomac, colorectal et du sein, le carcinome hépatocellulaire et glioblastome.
La seule limitation pour les applications, ce sont les bonnes idées
Lorsque j’ai entendu parler pour la première fois du CRUK-OHSU Project Award, j’ai eu l’impression que la subvention avait été faite sur mesure pour nous, car la candidature devait être conjointe des chercheurs d’une institution britannique et de l’OHSU. Thuy et moi savions déjà que nous travaillions bien en équipe, mais au départ, je craignais que parce que j’avais déjà un prix CRUK, cela nous empêcherait de postuler. Lorsque j’ai contacté CRUK, ils m’ont rassuré que la seule limitation des candidatures était le nombre de bonnes idées que vous aviez !
Nous avons décidé de nous concentrer sur la détection précoce des cancers du pancréas et de l’œsophage pour trois raisons. Premièrement, ces deux cancers sont souvent diagnostiqués tardivement et ont des taux de survie particulièrement faibles. Deuxièmement, j’ai montré que ma technologie fonctionnait bien dans le cancer du pancréas et de l’œsophage et Thuy a montré que sa technologie fonctionnait bien dans le cancer du pancréas. Et troisièmement, à Oxford, j’ai accès à des échantillons de sang de cancer de l’œsophage et, à OHSU, Thuy a accès à des échantillons de sang de cancer du pancréas.
Une nouvelle technologie aide à identifier le tissu cancéreux d’origine
Notre projet utilise des biopsies liquides – un test qui recherche l’ADN et l’ARN libérés par les tumeurs (et en fait toutes les cellules) dans l’échantillon de sang d’un patient. Les biopsies liquides offrent de multiples avantages par rapport aux biopsies tissulaires en ce qu’elles sont indolores, non invasives, moins chères et moins risquées pour les patients. Ils peuvent également être utilisés pour dépister des altérations génétiques, telles que des mutations et des variations du nombre de copies, qui distinguent les patients atteints de cancer des personnes en bonne santé.
Cependant, bien que vous puissiez utiliser les informations génétiques pour détecter le cancer et suivre le traitement, il existe jusqu’à présent peu d’indices sur l’origine du cancer.
Nous avons découvert que l’ajout d’informations sur l’épigénome et le transcriptome fournit des indices importants sur l’origine des cellules cancéreuses, ce qui est vital pour une détection précoce.
Mon travail se concentre sur la détection et la mesure de la 5-méthylcytosine (5mC) et de la 5-hydroxyméthylcytosine (5hmC), deux des marques épigénétiques les plus courantes dans le génome des mammifères. La raison en est que 5mC marque les gènes réprimés et 5hmC marque les gènes exprimés. L’identification des gènes qui sont exprimés ou réprimés permet d’identifier le tissu dont ils proviennent, car les gènes sont activés et désactivés au début du développement fœtal pour former des organes individuels.
J’ai développé de nouvelles technologies de mesure qui utilisent des produits chimiques moins agressifs que l’approche standard. Cela provoque moins de dégradation de l’ADN, ce qui facilite la mesure de petites quantités d’ADN acellulaire.
Thuy a concentré ses recherches sur la mesure de l’ARN acellulaire. C’est encore plus difficile que de mesurer l’ADN acellulaire, mais elle a développé un protocole spécial qui est vraiment doux et ne provoque pas de dégradation de l’ARN.
Considérer deux technologies ensemble fournit une image plus complète
Nous prévoyons d’utiliser les deux technologies sur des échantillons de sang prélevés sur des patients atteints de cancers de l’œsophage et du pancréas. Pour la partie œsophagienne, nous testerons des échantillons de 100 patients atteints d’un cancer de l’œsophage, 100 patients atteints d’œsophage de Barrett (un état précancéreux pour le cancer de l’œsophage) et 100 témoins sains ; tandis que pour la partie pancréatique, nous testerons des échantillons de 100 patients atteints d’un cancer du pancréas et de 100 témoins sains.
Pour combiner les informations sur l’épigénome et le transcriptome, nous utiliserons l’apprentissage automatique pour créer des modèles de classification qui distinguent les patients atteints de cancer des témoins sains. Dans le cas du cancer de l’œsophage, nous prévoyons également d’identifier des signatures définissant l’état précancéreux.
Nous pensons que les deux technologies combinées fourniront une image beaucoup plus complète que les deux seules, bien que nous gardions l’esprit ouvert qu’elles pourraient chacune être mieux adaptées à différents types de cancer. Si notre projet s’avère fructueux, nous aimerions éventuellement mener un essai clinique comparant les résultats de nos tests à l’étalon-or de l’imagerie médicale.
Conseils aux candidats : parlez à CRUK dès le début
Quand je suis arrivé au Royaume-Uni, j’étais prudent avant de demander un financement à CRUK parce que je pensais que le fait que mon premier diplôme était en chimie et que mon doctorat n’avait rien à voir avec le cancer, me disqualifierait de postuler. Cependant, lorsque le Dr Alexis Webb, gestionnaire du financement de la recherche CRUK, a visité Oxford, elle a expliqué que CRUK souhaite attirer des candidats d’autres domaines de recherche, comme la chimie, la physique et les sciences de l’ingénieur, en particulier pour les prix de détection précoce où l’accent est mis sur le développement de la technologie.
Mes applications CRUK se sont avérées étonnamment faciles. Il vous suffit de rédiger une proposition d’environ 2 500 mots, de remplir un formulaire de candidature, puis de répondre point par point aux commentaires de l’évaluateur. Il n’y avait aucune exigence pour une entrevue. Mon conseil à tous ceux qui envisagent de déposer une demande est de contacter les gestionnaires de financement CRUK dès le début, car ils peuvent vous guider tout au long du processus dès le début.