Les scientifiques américains ont cartographié le génome complet d'une patiente atteinte de cancer d'une femme d'âge moyen décédée d'une leucémie myéloïde aiguë; Ils ont décodé 3 milliards de bits de son ADN et identifié les gènes impliqués dans sa maladie, dont 8 nouveaux.

L'étude a été le travail d'une grande équipe de scientifiques de l'École de médecine de l'Université de Washington, de St Louis, du Missouri et de l'Université de Washington, à Seattle, à Washington, et est publié dans le numéro du 6 novembre de la revue La nature .

La leucémie myéloïde aiguë(LMA) est un cancer de la moelle osseuse qui fait de nouvelles cellules sanguines et se développe à la suite de mutations d'ADN qui s'accumulent à mesure que la personne vieillit.

La LMA est le type de leucémie le plus courant et survient principalement chez les adultes de plus de 60 ans. Environ 13 000 nouveaux cas de LMA seront diagnostiqués aux États-Unis cette année et 8 800 personnes en feront la mort. Le taux de survie de cinq ans est de 21 pour cent, selon l'American Cancer Society.

Cependant, comment et pourquoi les gènes se muettent dans la LMA et comment l'ADN altéré perturbe les voies biologiques qui mènent à une croissance cellulaire incontrôlée qui finit par devenir une tumeur cancéreuse est encore un peu mystérieux pour la science.

Auteur principal de l'étude, le Dr Richard K. Wilson, qui est directeur du Centre de séquençage génomique de l'Université de Washington à St Louis, a déclaré:

"Notre travail démontre le pouvoir de séquencer des génomes entiers pour découvrir de nouvelles mutations liées au cancer".

"Une compréhension du cancer à l'échelle du génome, qui est maintenant possible avec une technologie de séquençage de l'ADN plus rapide et moins coûteuse, est la base pour développer des moyens plus efficaces de diagnostiquer et de traiter le cancer", a-t-il ajouté.

Les chercheurs ont trouvé 10 séquences mutées dans l'ADN de la tumeur du patient qui semblait être liée à la LMA. Huit d'entre eux étaient rares et trouvés dans des gènes qui n'avaient été liés à la maladie avant.

Ils ont également constaté que 9 des mutations étaient dans chaque cellule de la tumeur tandis que la 10ème, une mutation dans le gène FLT3, n'était que dans certains d'entre eux, suggérant que c'était la dernière mutation à développer.

Des études antérieures ont révélé des variations communes de l'ADN qui pourraient être pertinentes pour le risque de LMA, mais l'énorme contribution de cette étude est que les chercheurs ont pénétré dans 3 milliards de paires de bases, les bits de code individuels qui constituent les éléments fondamentaux du génome d'une personne, Pour trouver les mutations individuelles qui ont contribué à la LMA du patient.

Fondamentalement, ce que les enquêteurs ont fait était une comparaison génomique côte à côte complète de l'ADN des cellules normales du patient (pris d'un échantillon de peau) et de l'ADN de ses cellules cancéreuses. Cela a été fait avant que le patient ne subisse un traitement contre le cancer qui est connu pour modifier l'ADN.

Ce type de comparaison génomique détaillée n'a jamais été fait avant; Des études antérieures ont simplement examiné les cellules cancéreuses et les gènes séquenceurs connus ou soupçonnés d'être liés au cancer, ce qui signifie que des mutations clés, en particulier celles nouvelles, pourraient être négligées.

À titre d'auteur principal, le Dr Timothy Ley, hématologue et Alan A et Edith L Wolff, professeur de médecine à l'École de médecine de l'Université de Washington, ont expliqué:

"Jusqu'à présent, personne n'a séquencé le génome d'un patient pour trouver toutes les mutations qui sont uniques à la maladie de cette personne".

"Nous ne savions pas ce que nous trouvions, mais nous avons estimé que les réponses à la raison pour laquelle ce patient avait une LMA doivent être intégrées dans son ADN", a déclaré Ley.

Généticien et ancien directeur de l'Institut national de recherche sur le génome humain, le Dr Francis Collins a déclaré que, contrairement aux études précédentes qui avaient «regardé sous le lampadaire», les chercheurs de cette étude historique «allument toute la rue».

«Cette réussite débouche sur une nouvelle ère de compréhension globale de la nature fondamentale du cancer et offre de grandes promesses pour le développement de nouvelles approches puissantes en matière de diagnostic, de prévention et de traitement», a déclaré Collins.

Les tests génétiques effectués avant cette étude avaient déjà établi que le patient avait deux mutations connues pour être fréquentes dans la LMA. C'est l'une des raisons pour lesquelles les enquêteurs ont choisi de séquencer son génome.

Sur les 2,7 millions de variantes de nucleotide unique dans l'ADN de cellules normales et tumorales, elles ont révélé que 98% d'entre elles étaient les mêmes, ce qui laisse environ 60 000 à plus en détail.

À l'aide d'un mélange de logiciels et d'outils analytiques sophistiqués, certains développés uniquement pour cette étude, les chercheurs ont ensuite examiné les parties de l'ADN qui formulent des instructions pour fabriquer des protéines et ont trouvé celles qui se trouvaient dans l'échantillon de tumeur différent de l'échantillon normal et ont découvert 10 mutations (Dont deux déjà connus pour être impliqués dans AML).

Les 8 nouvelles mutations comprenaient trois dans les gènes qui suppriment normalement la croissance des cellules tumorales, l'un étant le gène de la tyrosine phosphatase PTPRT, qui se trouve quelquefois muté dans le cancer du côlon.

D'autres quatre des 8 nouveaux gènes semblent être ceux qui favorisent la croissance du cancer, y compris l'un appartenant à une famille de gènes qui sont activés dans des cellules souches embryonnaires et pourrait jouer un rôle dans l'auto-renouvellement des cellules, ce qui est considéré comme un Caractéristique importante des cellules de leucémie, ont déclaré les chercheurs.

Et le gène restant des 8 nouveaux peut avoir contribué à la résistance du patient à la chimiothérapie car il semble gêner l'administration de médicaments dans les cellules.

Les chercheurs analysent encore certaines parties de l'ADN du patient qui ne sont pas codées et peuvent encore trouver d'autres mutations, a déclaré le Dr Elaine Mardis, co-directrice du Centre de séquençage du génome de l'Université de Washington, et co-chef de l'étude. Mais comme elle l'a expliqué:

"Le rôle de ces mutations non codantes sera plus un défi à élucider parce que nous ne comprenons pas encore complètement la fonction de cette partie du génome".

Une autre découverte intéressante dans cette étude a été que lorsqu'ils ont comparé les 8 nouvelles mutations de ce patient avec l'ADN des échantillons de tumeurs de 187 autres patients atteints de LMA, il n'y avait pas de correspondance: en d'autres termes, les 8 mutations semblaient être uniques pour ce patient. Wilson a dit ceci suggéré:

"Il existe une énorme quantité de diversité génétique dans le cancer, même dans cette même maladie".

"Il existe probablement beaucoup de moyens de muter un petit nombre de gènes pour obtenir le même résultat, et nous examinons seulement la pointe de l'iceberg en ce qui a trait à l'identification des combinaisons de mutations génétiques qui peuvent conduire à une LMA", a ajouté Wilson.

Une théorie sur laquelle Wilson et ses collègues travaillent est que les mutations se produisent dans l'ordre, une première mutation, une légère tendance au cancer, une autre et ainsi de suite, accumulant progressivement beaucoup de petites tendances vers le cancer, jusqu'à une «finale» Point de basculement qui provoque des cellules cancéreuses de devenir plus dangereuses "est atteint, a expliqué Ley.

Wilson, Ley et ses collègues séquencent maintenant le génome d'autres patients atteints de LMA et ils espèrent également étendre leur méthode de génome entier pour enquêter sur les cancers du sein et du poumon.

"Séquençage d'ADN d'un génome de la leucémie myéloïde aiguëcytogénétiquement normale".

Timothy J. Ley, Elaine R. Mardis, Li Ding, Bob Fulton, Michael D. McLellan, Ken Chen, David Dooling, Brian H. Dunford-Shore, Sean McGrath, Matthew Hickenbotham, Lisa Cook, Rachel Abbott, David E. Larson, Dan C. Koboldt, Craig Pohl, Scott Smith, Amy Hawkins, Scott Abbott, Devin Locke, LaDeana W. Hillier, Tracie Miner, Lucinda Fulton, Vincent Magrini, Todd Wylie, Jarret Glasscock, Joshua Conyers, Nathan Sander, Xiaoqi Shi, John R. Osborne, Patrick Minx, David Gordon, Asif Chinwalla, Yu Zhao, Rhonda E. Ries, Jacqueline E. Payton, Peter Westervelt, Michael H. Tomasson, Mark Watson, Jack Baty, Jennifer Ivanovich, Sharon Heath, William D. Shannon, Rakesh Nagarajan, Matthew J. Walter, Daniel C. Link, Timothy A. Graubert, John F. DiPersio et Richard K. Wilson.

La nature , Volume 456, Numéro 7218, pages 66 à 72, publié en ligne le 6 novembre 2008.

Doi: 10.1038 / nature07485

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Sources: Journal Abstract, Washington University Medical School.

How to sequence the human genome - Mark J. Kiel (Médical Et Professionnel Video 2023).