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TUMOROGENÈSE : Visualiser les indices de cancer au stade pré-cancéreux

Actualité publiée il y a 5 mois 5 jours 2 heures
Science Advances
"Visualiser l'invisible", c’est ce que promet cette équipe de biologistes et de pathologistes de l’Université de Pittsburgh : pouvoir observer les caractéristiques nanoscopiques du cancer, dès les tout débuts de son développement, avant même son apparition (Visuel Adobe Stock 416300006)

"Visualiser l'invisible", c’est ce que promet cette équipe de biologistes et de pathologistes de l’Université de Pittsburgh : pouvoir observer les caractéristiques nanoscopiques du cancer, dès les tout débuts de son développement, avant même son apparition. Les scientifiques ont mis au point une nouvelle étiquette fluorescente qui donne une image plus claire de la façon dont l'architecture de l'ADN est perturbée dans les cellules cancéreuses. Ces travaux, publiées dans la revue Science Advances, vont permettre d’améliorer considérablement la détection, le diagnostic et la classification des cancers.

 

Il s’agit d’un colorant qui se lie à l'ADN qui permet la génération d’images de très haute qualité via la microscopie à fluorescence à super résolution. Cette étude confirme le bon fonctionnement de cette étiquette fluorescente dans des biopsie cliniques déjà documentées. L’auteur principal, le Dr principal Yang Liu, professeur agrégé de médecine et de bio-ingénierie à l'Université de Pittsburgh se concentre, avec un laboratoire dédié, sur le développement de techniques de microscopie pour « visualiser l'invisible » : « Nous sommes parmi les premières équipes à explorer les capacités de la microscopie à super résolution dans le domaine clinique. Nous avons développé un colorant ADN facile à utiliser ».

Détecter les anomalies de la chromatine 

À l'intérieur du noyau de la cellule, des brins d'ADN sont enroulés autour de protéines. Habituellement, les pathologistes utilisent des traditionnels pour visualiser la perturbation de ce complexe ADN-protéine, ou chromatine, en tant que marqueur de cancer ou de lésions précancéreuses. « Bien que nous sachions que la chromatine est modifiée à l'échelle moléculaire au cours de la cancérogenèse, jusqu’ici nous n'avions pas été en mesure de visualiser clairement ces changements», commente l’auteur principal.

« Nous avons besoin d'outils pour visualiser la structure nucléaire à très grande résolution »

En 2014, l'invention de la microscopie à fluorescence à super-résolution a marqué une étape majeure vers l’atteinte de cet objectif. La cellule étudiée est marquée avec un colorant fluorescent spécial qui s'allume et s'éteint de manière spécifique en fonction de « la santé » de la chromatine :

 

  • le nouveau marqueur produit des images à plus haute résolution que les autres colorants ;
  • dans les cellules normales, la chromatine est dense, en particulier sur les bords du noyau. L'ADN condensé brille vivement car une densité plus élevée de marqueurs émet un signal plus fort ;
  • au fur et à mesure que le cancer progresse, la chromatine devient moins dense et la structure compacte à la frontière nucléaire est gravement perturbée, la chromatine faiblement tassée produit un signal plus faible.

 

Un outil de recherche à court terme, clinique à plus long terme : Si la technique combinée avec la microscopie à super-résolution ne remplacera pas à court terme la microscopie traditionnelle pour les diagnostics cliniques de routine, elle va permettre une détection plus précoce des cancers et une stratification plus fine des risques. « Les lésions à un stade précoce peuvent avoir des résultats cliniques très différents. Certains patients développent un cancer très rapidement, d'autres restent longtemps au stade précancéreux.

La stratification du risque est un enjeu majeur dans la prévention du cancer.

Une première preuve de concept : l’analyse de la structure de la chromatine peut en effet apporter des indices sur le risque futur de cancer : l’équipe de Pittsburgh évalue ici, avec cette nouvelle technologie, des patients atteints du syndrome de Lynch, une maladie héréditaire qui augmente le risque de plusieurs types de cancer, dont le cancer du côlon. L’examen de biopsies de tissus colorectaux non cancéreux de témoins en bonne santé sans syndrome de Lynch et de patients atteints du syndrome de Lynch avec ou sans antécédents personnels de cancer, révèle des différences frappantes :

  • chez les patients atteints du syndrome de Lynch qui ont déjà eu un cancer du côlon, la chromatine apparaît beaucoup moins dense que dans les échantillons de témoins en bonne santé, ce qui confirme que la perturbation de la chromatine pourrait être un signe précoce de développement du cancer,
  • même dans des tissus qui semblent tout à fait normaux pour les pathologistes.

 

Pour les cliniciens, il sera alors nécessaire de suivre plus rigoureusement ces patients, dont la chromatine dans les cellules présente des signes de perturbation.

 

Les scientifiques s'intéressent aujourd’hui à l'examen de la structure de la chromatine dans le tissu endométrial de patientes atteintes du syndrome de Lynch, qui présentent donc également un risque élevé de cancer de l'endomètre.

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