Un aperçu moléculaire de notre propre ADN est maintenant possible, un domaine appelé la génomique personnelle . De telles approches peuvent nous faire savoir quand nous aurons des altérations cancérogènes dans nos gènes. Des exemples bien connus sont le mélanome de l’oncogène kinase BRAF, le gène du cancer du sein BRCA1 et l’antigène prostatique spécifique PSA.
Mais il y a plus de cancer et d’autres maladies que nos gènes. En plus du code ADN, il existe une couche cachée de régulation contrôlant l’activité des gènes – tout en ne modifiant pas l’ADN lui-même. Ce champ, appelé épigénétique, est l’étude de la façon dont les gènes sont régulés pour s’exprimer, même s’ils dépendent de la même information génétique. Un gène est toujours un gène, mais il répond différemment à de nombreuses facettes de son environnement chimique.
Par exemple, savez-vous pourquoi les jumeaux sont différents ? Comment est-il possible que le mode de vie de nos grands-parents puisse affecter nos vies aujourd’hui? Quelque chose au-delà de notre ADN est au travail. C’est l’épigénétique.
La couche cachée responsable du réglage précis à côté de notre ADN s’appelle la régulation épigénomique. C’est le domaine de la quantification des résultats épigénétiques à l’échelle du génome, capturant ainsi un instantané de notre état épigénétique.
Récemment, le laboratoire de biologie des systèmes et de métabolisme du cancer à l’UC Merced a publié des découvertes sur un facteur épigénétique appelé Jumonji. Ce facteur affecte non seulement la manière dont un réseau entier de gènes cancéreux se comporte; Il prend effectivement le rôle d’un gène du cancer, ce qui entraîne une croissance cellulaire incontrôlable.
Déjà, des médecins qui diagnostiquent des maladies peuvent, dans une certaine mesure, utiliser des tests personnels de génomique qui intègrent notre composition génétique unique dans la prise de décision clinique. Cependant, il y a plus dans notre génome que ce que ces tests peuvent révéler.
L’épigénétique a un sens des modifications chimiques qui peuvent activer ou désactiver les gènes. Fait important, aucune de ces modifications ne modifie la séquence d’ADN. Alternativement, nos propres cellules utilisent des régulateurs épigénomiques pour contrôler l’activité des gènes. Si la bonne chimie est en place, les produits géniques adéquats sont exprimés au bon moment.
Les influences environnementales comme la nutrition ou la fumée de cigarette ainsi que nos propres hormones ont un fort impact épigénétique et affectent l’activité de nos gènes.
Avec une maladie comme le cancer, les régulateurs épigénomiques tels que Jumonji sont souvent méconnus, ce qui leur permet d’affecter l’activité des gènes. Une chose qu’ils peuvent faire est de ne pas mettre les bonnes modifications chimiques sur leurs gènes cibles, qui dépendent de nombreux facteurs pour activer ou désactiver leur activité. Cela peut conduire à un métabolisme altéré, qui favorise une croissance cellulaire illimitée. Une fois que les cellules ont une capacité illimitée à se diviser, une tumeur se forme.
Les chercheurs ont constaté que Jumonji est excédentaire dans les cellules cancéreuses et favorise la division incontrôlée des cellules cancéreuses, ce qui conduit à une croissance tumorale imparable. Jumonji prend le rôle d’un régulateur maître épigénétique des gènes cancéreux. De plus, Jumonji s’associe à des régulateurs hormonaux responsables de cancers résistants au traitement.
Les biologistes peuvent aider à comprendre comment nous pouvons surmonter les résistances. La biologie des systèmes ouvre des possibilités pour comprendre les signaux réglementaires et les circuits qui gèrent nos cellules. Si nous sommes en mesure de comprendre ces signaux, nous pouvons concevoir des médicaments pour briser les circuits indésirables et surmonter les résistances. Compte tenu de sa nature cachée et complexe, l’épigénomique bénéficie d’une approche de la biologie des systèmes qui pose un câblage critique ouvert de nos cellules.
L’épigénomique a beaucoup de promesses pour les traitements contre le cancer, mais il reste encore beaucoup de questions auxquelles nous devons répondre. Quel est l’aspect de l’épigénome d’une personne saine? Et comment l’épigénome change-t-il à mesure que nous vieillissons? Comment l’épigénome d’un malade diffère-t-il? À l’avenir, ces questions importantes seront abordées par des épigénomènes personnalisées, qui tentent d’extraire l’information d’une image complète du phénomène d’une personne.
Pourquoi ne pouvons-nous pas créer un simple test qui nous indique que nous avons de bons gènes mais un épigénome défavorable ? Notre épigénome est très dynamique. Les régulateurs épigémomiques sont sans arrêt au travail, y compris Jumonji, éliminant ou ajoutant des résultats chimiques permettant des lectures transitoires de gènes tout en bloquant la minute suivante.
Est-il trop tôt pour que les consommateurs réfléchissent aux tests personnalisés? L’information est-elle encore trop cryptique ou trop peu fiable pour tirer des conclusions ?
Des tests de gènes personnels pour le cancer existent. L’acteur d’Hollywood Ben Stiller affirme qu’un simple test génétique pour des niveaux anormalement élevés de l’antigène de la prostate a sauvé sa vie. Des niveaux anormalement élevés de l’antigène spécifique de la prostate dans le sang peuvent signifier qu’un homme a un cancer de la prostate, mais pas toujours. C’est pourquoi le test n’est pas approuvé par la FDA. Et ce test ne tient pas compte des facteurs épigénétiques.
Les médicaments ciblant les mécanismes de l’épigénomie augmentent l’optimisme comme direction viable de la recherche clinique. Les questions cliniques actuelles concernant la recherche épigénétique portent sur les molécules de médicament qui modifient l’épigénome et qui tue spécifiquement les cellules cancéreuses. Il est ouvert si l’épigénétique est sur le bien ou sur le mauvais côté du cancer. Les chercheurs ont constaté que l’épigénétique peut même aider les cellules cancéreuses à manipuler notre propre système immunitaire et de se soustraire à l’approche de ciblage de médicaments.
Selon les connaissances récentes sur la génomique, les chercheurs comparent l’équilibre délicat avec le Yin et le Yang, deux forces à la fois opposées et complémentaires qui s’opposent et s’influencent mutuellement. Si une force dépasse les systèmes, elle est hors d’équilibre. Pour les cellules, cela signifie une croissance illimitée, le cancer ou la mort. Sans aucun doute, une fois que nous aurons une meilleure compréhension de la régulation épigénétique, nous pourrons concevoir des médicaments qui contre-régulent ces facteurs.
Cela se produit avec certains cancers. Des progrès récents dans la recherche sur le mélanome ont identifié une mutation génétique. La résistance au traitement contre le cancer est un obstacle majeur. Cependant, les médicaments épigénétiques, seuls ou en combinaison avec d’autres médicaments, peuvent être une alternative viable.
Le médicament épigénétique utilisé dans une étude arrête la capacité des cellules cancéreuses à se dissimuler du système immunitaire et rend la tumeur vulnérable. Pour les patients atteints de cancer, les médicaments épigénétiques promettent l’espoir.
Fabian V. Filipp, professeur adjoint de biologie des systèmes et métabolisme du cancer, Université de Californie, Merced, The Conversation.
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