La réorganisation de l'ADN propulse le cancer du sein
Le cancer n'est pas seulement une maladie de gènes défectueux. C'est aussi une maladie d'un génome remanié. De nouvelles recherches montrent comment la structure tridimensionnelle de l'ADN se transforme au fil du développement du cancer du sein.
Des chercheurs ont utilisé une technique haute résolution appelée Micro-C pour cartographier la façon dont l'ADN se replie et s'organise à l'intérieur des cellules. Ils ont suivi ces changements dans un modèle cellulaire de progression du cancer du sein, depuis des cellules normales jusqu'aux cellules cancéreuses métastatiques. L'étude a été publiée dans eLife.
Les résultats font apparaître un schéma cohérent. Les bouleversements à grande échelle de l'organisation spatiale du génome -- les compartiments de chromatine, soit la façon dont l'ADN et ses protéines associées se répartissent dans le noyau -- surviennent surtout aux premiers stades du développement tumoral. Des modifications structurelles plus fines, notamment dans les domaines d'association topologique (régions du génome qui interagissent préférentiellement entre elles) et dans les boucles d'ADN, s'accumulent plus tard, lors du passage à la métastase.
Structure et expression des gènes sont liées
De nombreux gènes dont l'activité diffère dans les cellules cancéreuses semblent être physiquement connectés à des éléments régulateurs distants appelés activateurs (enhancers). Ces connexions ne sont pas aléatoires : elles paraissent contribuer à augmenter ou à réduire l'activité de ces gènes. La relation n'est toutefois pas simple. Des modifications marquées des structures en boucle restent relativement rares. Les chercheurs en concluent que les changements dans les contacts de chromatine ne sont pas globalement indispensables à la progression tumorale, mais peuvent faciliter la régulation génique pour un sous-ensemble précis de gènes.
Un écho pour la recherche sur le vieillissement
Ces résultats rejoignent une hypothèse plus large en biologie du vieillissement : à mesure que les cellules vieillissent ou déraillent, l'organisation de leur génome se modifie. Cela peut influencer quels gènes sont activés ou éteints, indépendamment de tout changement dans la séquence d'ADN elle-même. Ce champ d'étude, l'épigénomique, est au coeur de la recherche actuelle sur le vieillissement. La nouvelle étude apporte des précisions mécanistiques sur la manière dont la structure du génome soutient la progression cancéreuse, même si aucune application thérapeutique directe n'en découle pour l'instant.
Il s'agit d'une étude observationnelle réalisée sur un modèle cellulaire : les résultats ne peuvent pas être transposés directement à des patients. Elle offre néanmoins un tableau mécanistique détaillé de la convergence entre structure et fonction au cours de la transformation cancéreuse.