Selon une nouvelle étude, les cellules cancéreuses doivent peut-être une partie de leur nature destructrice à un ADN unique en forme de «beignet».
L'étude, publiée aujourd'hui (20 novembre) dans la revue Nature, a révélé que, dans certaines cellules cancéreuses, l'ADN ne s'emballe pas dans des structures filiformes comme il le fait dans les cellules saines - plutôt, le matériel génétique se replie en un anneau- comme une forme qui rend le cancer plus agressif.
"L'ADN transmet l'information non seulement dans sa séquence mais aussi dans sa forme", a déclaré le co-auteur principal Paul Mischel, professeur de pathologie à l'Université de Californie à San Diego.
Comme vous vous en souvenez peut-être de la classe de biologie, la plupart de notre ADN est serré à l'intérieur des noyaux des cellules dans des structures appelées chromosomes. Presque toutes les cellules ont 23 paires de chromosomes, chacune composée d'environ 6 pieds (1,82 mètre) d'ADN étroitement enroulé autour de groupes de protéines qui servent d'échafaudage.
Cette structure encombrée permet à certains gènes d'être accessibles par les molécules qui "lisent" et exécutent les instructions génétiques, tandis que d'autres gènes restent cachés. Il en résulte un mécanisme hautement réglementé qui empêche la cellule d'exécuter des instructions génétiques indésirables et de se répliquer (créer de nouvelles "cellules filles") de manière erratique.
"Tout ce que nous avons appris sur la génétique dit que les changements devraient être lents", a déclaré Mischel à Live Science. Mais il y a des années, Mischel et son équipe ont découvert que dans un certain type de cancer du cerveau appelé glioblastome, les tumeurs "semblaient pouvoir changer à un rythme qui n'avait tout simplement aucun sens". Les cellules tumorales, en se divisant en cellules filles, semblaient en quelque sorte amplifier l'expression des oncogènes - des gènes qui peuvent transformer une cellule régulière en cellule cancéreuse.
Il s'est avéré que certaines de ces copies amplifiées d'oncogènes s'étaient «dissociées des chromosomes», a déclaré Mischel. S'étant détachés des chromosomes, ils traînaient sur d'autres morceaux d'ADN à l'intérieur de la cellule, selon un article publié par les auteurs dans la revue Science en 2014. Ils ont ensuite découvert que ces morceaux d'ADN "extrachromosomiques" (ecDNA) se produisent réellement dans près de la moitié des cancers humains, mais ont rarement été détectés dans des cellules saines, une découverte rapportée par les auteurs dans un article publié dans la revue Nature en 2017.
Dans cette nouvelle étude, ils ont compris pourquoi l'ecDNA est si robuste. Une combinaison d'imagerie et d'analyse moléculaire a révélé que ces morceaux d'ADN sont enroulés autour de protéines en forme d'anneau, semblable à l'ADN circulaire trouvé dans les bactéries.
Cette forme d'anneau permet aux machines de la cellule d'accéder beaucoup plus facilement à une multitude d'informations génétiques - y compris les oncogènes - afin qu'elle puisse rapidement les transcrire et les exprimer (par exemple, demander à une cellule saine de devenir cancéreuse), a déclaré Mischel. Cette accessibilité aisée permet aux cellules tumorales de générer de grandes quantités d'oncogènes promoteurs de tumeurs, d'évoluer rapidement et de s'adapter facilement à un environnement changeant.
De plus, les chercheurs ont découvert que contrairement aux cellules saines qui divisent leurs gènes en cellules filles de manière régulière et attendue, ces cellules cancéreuses distribuent leur ecDNA de manière aléatoire. C'est comme "une usine de pompage de tonnes et de tonnes d'oncogènes", conduisant certaines cellules filles à recevoir plusieurs copies d'oncogènes dans une seule division cellulaire, a déclaré Mischel.
"Il s'agit d'une étude très excitante", a déclaré Feng Yue, directeur du Center for Cancer Genomics du Northwestern University Lurie Cancer Center, qui n'était pas impliqué dans la recherche. "Ce travail représente une avancée conceptuelle de la façon dont les contributions de l'ADNc à l'oncogenèse dans le cancer humain."
Mischel et certains des autres auteurs de l'étude sont co-fondateurs de Boundless Bio Inc., une entreprise qui recherche des thérapies basées sur l'ADN ec. Le co-auteur de l'étude, Vineet Bafna, est également co-fondateur et détient une participation dans la société Digital Proteomics, mais les auteurs affirment qu'aucune des deux sociétés n'a été impliquée dans cette recherche.
