L’épigénétique peut-elle prévenir le cancer ? | Comment les choses fonctionnent

L'épigénétique peut nous aider à prévenir le cancer.

Le “cancer” n’est pas une maladie – c’est un terme utilisé pour décrire environ 200 types différents de maladies. Cependant, tous les cancers ont quelques points en commun. Elles sont causées par des mutations de notre matériel génétique qui provoquent un comportement anormal des cellules. Ils se développent de manière incontrôlable et peuvent détruire les cellules qui les entourent ou se propager à d’autres tissus. Ces mutations empêchent également les cellules de mourir selon leur cycle de vie normal, ce qui explique en partie pourquoi les cellules cancéreuses sont si difficiles à détruire.

Deux types de gènes sont impliqués dans le développement du cancer : les oncogènes et les anti-oncogènes. oncogènes sont des gènes qui sont mutés dans les cellules normales, les faisant se comporter comme des cellules cancéreuses. Anti-oncogènesou suppresseurs de tumeurs, sont des gènes qui empêchent les cellules de devenir cancéreuses. Lorsque ces gènes mutent, cette fonction est altérée ou complètement supprimée.

Autrefois, un diagnostic de cancer était une condamnation à mort. Certains cancers sont encore incurables à l’heure actuelle, mais il existe de nombreuses options de traitement pour d’autres types. La radiothérapie, la chimiothérapie et la chirurgie sont parmi les moyens les plus connus de traiter le cancer, mais ils ont leurs limites, ainsi que des effets secondaires assez graves. Trouver un remède commence par connaître la cause exacte de la mutation de ces cellules.

Jusqu’à récemment, on pensait que le cancer n’était causé que par des anomalies dans les gènes eux-mêmes. Des chercheurs ont découvert que certains cancers sont causés par des changements dans notre épigènes — un code génétique qui se trouve au-dessus de notre ADN et influence la façon dont nos gènes s’expriment. La thérapie épigénétique peut être en mesure de traiter certains types de cancer et peut également les empêcher de se développer.

Les bases de l’épigénétique

L’épigénétique sont des marqueurs chimiques attachés à notre ADN qui ont la capacité d’activer et de désactiver essentiellement les gènes. L’ADN ne change pas au cours de notre vie, et il est exactement le même dans chaque cellule de notre corps. Cela signifie que si vous examiniez la séquence génétique de vos cellules cutanées et de vos cellules cérébrales, vous ne seriez pas en mesure de les distinguer.

Mais il existe des différences entre ces cellules, car elles remplissent des fonctions très différentes. La différence est dans les épigènes; ces marqueurs activent les gènes qui ordonnent à une cellule cutanée de se comporter comme une cellule cutanée, tout en désactivant les gènes dont ils n’ont pas besoin, tels que les gènes qui les font se comporter comme une cellule cérébrale. Au début, chaque cellule a le potentiel de se développer dans n’importe quel type de tissu. C’est ainsi qu’une seule cellule – un zygote – peut former tous les différents types de tissus nécessaires pour devenir un être humain.

L’épigénétique implique un processus appelé Méthylation de l’ADNqui a lieu à un endroit le long de la séquence d’ADN appelé Îles CpG. Notre ADN est constitué de séquences de paires de bases, abrégées C, G, T et A. Les îlots CpG sont des régions où le C, ou nucléotide cytosine, est attaché à la base G correspondante, ou nucléotide guanine, par un phosphate. UNE groupe méthyle est une “étiquette” attachée à la base C. Les gènes sont modifiés chimiquement, mais la séquence génétique elle-même n’est pas modifiée.

La présence du groupe méthyle indique à un gène de ne pas s’exprimer, également appelé silençage génique. Lorsque la cellule se réplique, le groupe méthyle est transmis aux nouvelles cellules. Trois enzymes différentes, appelées ADN méthyltransférases (DNMT), sont responsables de la méthylation de l’ADN. L’épigénétique détermine également comment l’ADN de cette région génétique spécifique sera enroulé autour de protéines génétiques appelées histones. Plus l’ADN est compact, plus les chances que ces gènes spécifiques soient exprimés sont faibles.

Épigénétique et jumeaux identiques

L’épigénétique peut aider à résoudre le mystère de la raison pour laquelle des jumeaux identiques – censés avoir la même base génétique – peuvent développer différentes maladies héréditaires. Ces maladies peuvent être causées par des changements épigénétiques plutôt que génétiques.

Epigénétique et Cancer

Nous savons depuis longtemps que le cancer est causé par des anomalies génétiques, mais ce n’est que récemment que des chercheurs ont découvert que des anomalies épigénétiques peuvent également en être la cause. Des anomalies épigénétiques se produisent dans le processus de méthylation de l’ADN. La production de certains oncogènes, responsables de la croissance incontrôlée des cellules cancéreuses, commence lorsque quelque chose ne va pas dans le processus de méthylation de l’ADN. Hyperméthylation se produit, ce qui signifie qu’il y a une abondance d’étiquettes méthyle attachées à la base C. Ce message anormal indique aux cellules de se répliquer beaucoup plus rapidement que la normale. Certains anti-oncogènes peuvent également être le résultat d’un problème qui survient lors de la méthylation de l’ADN, où les étiquettes désactivent les gènes qui supprimeraient généralement la croissance tumorale.

Les chercheurs ne savent pas trop pourquoi ni comment le processus de méthylation de l’ADN se passe mal. Une théorie est que nos épigènes deviennent simplement anormaux au cours de notre vie lorsque nous subissons des lésions tissulaires, soit à cause du vieillissement, soit à cause de facteurs environnementaux. Une personne âgée a plus de dommages épigénétiques qu’une personne plus jeune. Lorsque nos tissus sont endommagés, nos cellules doivent se diviser et se répliquer pour les réparer et les remplacer. Au fil du temps, les cellules perdent leur capacité à remplir cette fonction aussi précisément qu’auparavant. Plus ils doivent partager souvent, plus il y a de chances que quelque chose tourne mal. Après un certain nombre de divisions (on ne sait pas exactement combien), certains épigènes ne semblent plus marquer correctement les gènes.

Projet du génome humain

Les chercheurs travaillant sur le projet du génome humain s’attendaient à trouver 100 000 gènes ou plus au cours du processus de cartographie de l’ADN, mais en ont trouvé moins de la moitié. La recherche épigénétique peut être en mesure d’expliquer certaines choses que notre recherche génétique seule ne peut pas expliquer.

Traiter le cancer avec l’épigénétique

Si l’épigénétique peut traiter le cancer, il est possible qu’elle puisse l’empêcher d’apparaître en premier lieu. Bien sûr, il n’est pas possible de prévenir le type de lésions tissulaires résultant du vieillissement. Nous ne pouvons pas non plus prévenir ou inverser l’apparition d’anomalies épigénétiques à un stade précoce. Mais peut-être qu’un jour nous pourrons manipuler avec succès les épigènes mutés de personnes plus à risque de développer certains cancers. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour détecter les anomalies et activer ou désactiver les gènes nécessaires avant qu’ils ne conduisent au cancer.

Certains médecins ont réussi à traiter certains cancers grâce à la thérapie épigénétique. dr. Jean-Pierre Issa du MD Anderson Cancer Center a mené une étude chez des patients atteints d’un cancer appelé syndrome myélodysplasique (SMD). Ce cancer est probablement causé par des anomalies épigénétiques, car il ne survient que chez les personnes âgées – les personnes présentant des dommages cellulaires importants causés par le processus de vieillissement. Le SMD crée des cellules anormales dans la moelle osseuse et il n’existait auparavant aucun traitement efficace.

La thérapie épigénétique tente d’activer les gènes qui ont été désactivés par l’épigénétique en premier lieu. Issa a trouvé un certain succès en utilisant un médicament appelé décitabine. Ce médicament a des propriétés similaires à la base de cytosine trouvée dans notre code ADN. Il agit en empêchant les ADN méthyltransférases (DNMT) d’effectuer le processus de méthylation de l’ADN, ce qui entraîne une réactivation des gènes. Selon Issa, environ la moitié des patients de l’étude atteints de SMD ou d’un cancer similaire appelé leucémie myéloïde aiguë ont connu une rémission complète après avoir pris de la décitabine.

Les chercheurs travaillent sur d’autres médicaments pour cibler les DNMT et traiter d’autres types de cancers et d’autres maladies héréditaires. L’American Academy of Cancer Research a également formé un groupe de travail sur l’épigénome humain pour identifier et définir les épigénomes et étudier comment traiter le cancer et d’autres maladies grâce à leur manipulation. Ainsi, bien que l’épigénétique ne puisse pas prévenir le cancer pour le moment, elle le fera un jour.

Pionniers de l’épigénétique

Arturas Petronis et Moshe Szyf, chercheurs canadiens désormais considérés comme des pionniers de l’épigénétique, ont d’abord eu du mal à être pris au sérieux. On a dit un jour à Szyf que ses recherches étaient “une tentative malavisée d’humour scientifique” et qu’il n’aurait jamais de carrière s’il se concentrait sur l’épigénétique.

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