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Abstract

Dans chaque cellule de votre corps se trouve de l’ADN. Une partie de cet ADN indique à l’organisme comment fabriquer des protéines. Cependant, une grande partie de cet ADN ne fabrique pas de protéines et certaines personnes l’appellent « ADN poubelle ». Une étude récente a montré que la variation (différences entre les individus) d’un morceau particulier d’ADN poubelle pourrait augmenter le risque de cancer. Les scientifiques ont étudié un type d’ADN poubelle appelé « répétitions MSR1 ». Ils ont montré que les répétitions MSR1 se fixaient à l’extrémité des gènes cancérigènes, formant des « queues », et que des queues plus courtes augmentaient le risque de cancer du sein et de la prostate. C’est une découverte passionnante, car elle pourrait permettre de mieux diagnostiquer et traiter le cancer.

À l’intérieur de chaque cellule de notre corps se trouve une longue et fine molécule appelée ADN. L’ADN est votre propre manuel d’instructions personnel et il dit à votre corps tout ce qu’il a besoin de savoir ! L’ADN détermine la couleur de vos yeux, le teint de votre peau, votre taille, et même si vos muscles sont meilleurs pour le sprint ou le marathon. Tout comme un vrai manuel d’instructions, les instructions de l’ADN sont écrites dans une série de lettres. Dans l’ADN, il n’y a que quatre lettres – A, T, G et C. Ces lettres sont combinées pour donner les instructions pour les protéines. Les protéines sont les éléments constitutifs des cellules. Le cerveau, le cœur et tous les autres organes sont constitués de nombreuses protéines différentes. Les lettres de l’ADN nécessaires à la fabrication d’une protéine sont appelées « gènes ». Peux-tu deviner combien de gènes possède un être humain ?

Plus de 20 000 !

C’est exact, dans chaque cellule de ton corps, il y a plus de 20 000 gènes – chacun donnant les instructions pour une protéine différente ! Les gènes sont alignés le long de structures appelées chromosomes. Les chromosomes sont d’énormes molécules d’ADN qui ont été enroulées très serrées pour s’adapter à la cellule. Chaque cellule humaine possède 23 paires de chromosomes. Vous pouvez voir comment l’ADN, les gènes, les chromosomes et les cellules sont liés les uns aux autres dans la figure 1.

  • Figure 1 – Vous pouvez imaginer chaque cellule comme une bibliothèque.
  • Dans la bibliothèque, il y a 23 paires de bibliothèques – et dans la cellule, il y a 23 paires de chromosomes. Sur les étagères des bibliothèques se trouvent des livres – chaque livre est un gène. La bibliothèque possède deux exemplaires de chaque livre, car les étagères sont par paires, n’oubliez pas ! À l’intérieur du livre se trouvent les lettres A, T, C et G dans de nombreuses combinaisons, ce qui donne l’instruction sur la façon de fabriquer une seule protéine.

Les gènes sont un code secret pour les protéines, c’est pourquoi on les appelle parfois « ADN codant ». Cependant, entre les gènes, il y a beaucoup d’autres lettres d’ADN qui ne produisent pas de protéines. On l’appelle « ADN non codant », car il ne fait pas partie du code secret des protéines. Dans le passé, les scientifiques pensaient que les gènes étaient la seule partie importante de l’ADN. Ils appelaient les bits non codants « ADN poubelle », car ils pensaient que c’était des déchets ! Une partie de l’ADN poubelle est très répétitive, répétant la même séquence de lettres encore et encore – nous l’appelons ADN répété. Oui, je sais, les scientifiques ne sont pas très imaginatifs ! Jetez un coup d’œil à la figure 2 pour voir comment l’ADN poubelle s’adapte autour des gènes.

  • Figure 2 – Chaque chromosome (étagère) a beaucoup de gènes (livres).
  • Chaque livre contient le code secret d’une protéine. Mais les livres (gènes) ne sont pas tous les uns à côté des autres, il y a des feuilles de papier volantes entre les livres. Parfois, les feuilles volantes se trouvent à la fin du livre, comme un appendice supplémentaire. Les feuilles de papier contiennent des lettres d’ADN, mais elles ne font pas partie du code secret des protéines. Les feuilles de papier sont de l' »ADN poubelle ». Certains des mots figurant sur les feuilles de papier sont très répétitifs, par exemple, dire CAT encore et encore ! Lorsqu’une séquence de lettres se répète encore et encore dans le génome, nous avons appelé cela « l’ADN répétitif. »

Variation de l’ADN

Avez-vous déjà utilisé un thésaurus ? C’est un type spécial de dictionnaire qui nous indique les mots qui ont la même signification, ou une signification similaire, les uns par rapport aux autres. Par exemple, vous pourriez chercher le mot « grand » dans le thésaurus et il pourrait énumérer « grand, massif, énorme ». Je pense que vous conviendrez que les phrases suivantes sont toutes correctes et ont le même sens – même si elles utilisent un mot légèrement différent :

Le chat s’est assis sur un tapis sale.

Le chat s’est assis sur un tapis dégoûtant.

Le chat s’est assis sur un tapis boueux.

La même chose peut se produire dans l’ADN. Te souviens-tu que la séquence de lettres qui indique au corps comment fabriquer une protéine s’appelle un gène ? Imagine que tu regardes les lettres d’un gène chez beaucoup de personnes différentes. La plupart du temps, les lettres sont les mêmes chez chaque personne, mais il arrive qu’une lettre différente soit utilisée, tout comme un autre mot du thésaurus ! Par exemple, si vous examinez le gène de la couleur des yeux, il existe une version pour les yeux bleus, une pour les yeux verts, une pour les yeux bruns et une pour les yeux gris. Les lettres peuvent être légèrement différentes, mais ce sont toutes des versions correctes du gène. Nous appelons ces petites différences normales « variation naturelle ». »

L’ADN poubelle et le cancer

L’ADN poubelle peut aussi avoir une variation naturelle. Récemment, le Dr Anna Rose et ses collègues ont montré que la variation naturelle de l’ADN poubelle peut augmenter votre risque de cancer.

Le cancer est une maladie dans laquelle certaines cellules de votre corps deviennent hors de contrôle. Elles se divisent trop rapidement et provoquent une bosse dangereuse, appelée tumeur. Le cancer est extrêmement courant – vous connaissez peut-être quelqu’un qui a eu un cancer ou vous avez entendu des histoires de patients atteints de cancer dans les journaux. Le cancer peut toucher différentes parties du corps. Le cancer du sein touche généralement les femmes, et environ une femme sur huit aura un cancer du sein à un moment donné de sa vie. Le cancer de la prostate touche les hommes et est tout aussi fréquent que le cancer du sein. Alors, comment la variation naturelle de l’ADN poubelle augmente-t-elle votre risque de ces cancers ?

Les chercheurs ont examiné un type spécifique d’ADN poubelle, appelé répétitions MSR1. Ils ont constaté que les grappes de répétitions MSR1 se trouvaient souvent très près des gènes. Ils ont trouvé l’un de ces groupes MSR1 très intéressant, car cet amas d’ADN indésirable était en fait collé à l’extrémité d’un gène cancérigène connu. Si vous regardez de nouveau la figure 2, vous pouvez voir que les feuilles de papier volantes (ADN poubelle) se trouvent entre les livres (gènes) ou à la fin du livre, comme un appendice. Dans ce cas, les feuilles volantes se trouvaient dans les dernières pages du livre ! On pourrait considérer les répétitions de MSR1 comme une queue pour le gène cancérigène. Les scientifiques se sont demandés si la queue du MSR1 était importante.

Les répétitions du MSR1 montrent beaucoup de variations naturelles

D’abord, les chercheurs ont examiné la queue du MSR1 chez beaucoup de personnes différentes, pour vérifier la variation naturelle de la longueur. Et ils en ont trouvé beaucoup ! Chez des personnes du Royaume-Uni et d’Australie, ils ont vu que différentes personnes avaient tout, de la queue de MSR1 très courte à la queue très longue (figure 3).

  • Figure 3
  • Les scientifiques ont constaté que les répétitions de MSR1 (cercles bleus) formaient une queue à l’extrémité du gène cancérigène (comme l’appendice de feuilles de papier volantes dans la couverture arrière d’un livre de la figure 2). Ils ont examiné les queues de MSR1 dans un grand groupe de personnes du Royaume-Uni et d’Australie et ont constaté que la longueur des queues présentait une variation naturelle. Certaines personnes avaient des queues très courtes, tandis que d’autres avaient des queues très longues – et d’autres encore se situaient quelque part entre les deux!

Rappellez-vous que les chromosomes sont par paires, de sorte que chaque personne possède deux de chaque gène. Cela signifie que chaque personne a deux des gènes cancérigènes, et deux queues de MSR1 ! Ainsi, sur un chromosome, il peut y avoir une queue courte, mais sur l’autre chromosome, il peut y avoir une queue longue. D’autre part, il pourrait y avoir une queue courte sur les deux chromosomes, ou une queue longue sur les deux chromosomes.

Les scientifiques savaient que la queue d’un gène est souvent importante pour contrôler la quantité ou la quantité de protéines produites par ce gène. Vous pouvez imaginer qu’un gène a un interrupteur de contrôle – lorsque le gène est « éteint », aucune protéine n’est produite à partir du gène. Lorsque le gène est « activé », une protéine est produite. Ou, plus exactement, les gènes peuvent être contrôlés par le variateur d’intensité d’une lampe. Le gène n’est pas simplement allumé ou éteint, mais peut être éteint, à faible lumière, à lumière moyenne ou à forte lumière ! Les scientifiques ont pensé que la queue du MSR1 était peut-être un variateur d’intensité pour le gène cancérigène. Ils ont réalisé une expérience compliquée qui a montré que la queue courte produisait beaucoup plus de protéines que la queue longue. Ils avaient donc prouvé que la queue de MSR1 était un interrupteur à gradateur – et que la longue queue était le réglage de lumière faible, mais que la courte queue était le réglage de lumière vive (figure 4).

  • Figure 4 – La queue de MSR1 agit comme un interrupteur à gradateur pour le gène cancérigène.
  • La courte queue est le réglage de lumière vive de l’interrupteur et entraîne la production de beaucoup de protéines. A l’inverse, la longue queue est le réglage de lumière tamisée – ce qui signifie que peu de protéines sont produites à partir du gène.

MSR1 se répète dans le cancer du sein et le cancer de la prostate

Puis, les chercheurs ont réfléchi à ce que cela pouvait signifier pour le cancer. D’autres scientifiques avaient déjà constaté que les tumeurs du cancer du sein et de la prostate présentaient des niveaux élevés de la protéine produite par le gène cancérigène . Le Dr Rose et ses collègues avaient constaté que la queue courte était l’interrupteur de lumière vive et produisait des niveaux élevés de la protéine cancérigène (regardez à nouveau la figure 4 pour vous en souvenir, si nécessaire). Ils ont donc pensé que si une personne a la queue courte dans le gène, elle pourrait être à risque de cancer du sein et de cancer de la prostate.

D’abord, ils ont étudié le cancer du sein. Ils ont examiné un groupe de femmes du Royaume-Uni qui avaient un cancer du sein, et le même nombre de femmes qui n’avaient pas de cancer du sein. Ils ont mesuré la longueur des queues de MSR1 que les femmes avaient sur le gène cancérigène sur chacun de leurs chromosomes (rappelez-vous – tout le monde a deux de chaque chromosome). Ils ont constaté que les femmes atteintes d’un cancer du sein étaient beaucoup plus susceptibles d’avoir des queues courtes de MSR1. En fait, ils ont utilisé les mathématiques pour montrer que si une personne a une queue courte sur ses deux chromosomes, elle a cinq fois plus de chances de développer un cancer du sein à un jeune âge. Même une queue courte sur un seul des chromosomes rend une personne presque deux fois plus susceptible d’avoir un cancer du sein.

Puis, ils ont étudié le cancer de la prostate. Cette fois, ils ont examiné un groupe d’hommes d’Australie atteints de cancer de la prostate, et le même nombre d’hommes sans cancer de la prostate. Une fois encore, ils ont constaté que la queue courte du MSR1 exposait les hommes au risque de cancer de la prostate. Ils ont calculé qu’une queue courte sur les deux chromosomes, rendait un homme 1,5 fois plus susceptible d’avoir un cancer de la prostate.

Quoi d’autre ?

C’est plutôt cool de savoir comment l’ADN de nos cellules est contrôlé. Il était très excitant pour les scientifiques de découvrir que la répétition de MSR1 agissait comme un variateur de lumière. Comprendre comment les gènes sont contrôlés est une partie importante de la science actuelle. Mais pouvons-nous l’utiliser pour aider les gens ? Probablement !

Votre ADN est en grande partie le même du jour de votre naissance au jour de votre mort. Cela signifie qu’un scientifique pourrait tester le sang des gens pour connaître la longueur de leur queue MSR1 quand ils sont jeunes. Le scientifique saurait alors quelles personnes ont les queues courtes sur leurs chromosomes, ce qui lui indiquerait quelles personnes ont un risque plus élevé de cancer du sein ou de la prostate. Ces informations aideront les médecins à suivre ces personnes avec plus d’attention et, espérons-le, à détecter tout cancer très tôt. Cela signifie que les personnes à risque ont beaucoup plus de chances d’être guéries du cancer.

Cependant, nous devons aussi réfléchir à l’éthique de tout nouveau test génétique – jetez un coup d’œil à l’encadré 1 pour en savoir plus sur l’éthique médicale et pour savoir si le Dr Rose accepterait ou non de passer le test elle-même !

Encadré 1. Quel est le rapport entre l’éthique et la génétique ?

L’éthique médicale est un type de philosophie qui s’intéresse à la moralité des expériences scientifiques – en clair, s’il est bon ou mauvais de mener la recherche. L’éthique médicale est particulièrement importante dans le domaine des sciences médicales, car nous faisons souvent des expériences sur des êtres humains, ou sur des échantillons d’humains (comme les échantillons d’ADN). Avant qu’un scientifique ne mène un projet de recherche, il doit obtenir l’autorisation d’un groupe de spécialistes appelé « comité d’éthique », qui examine si l’étude est conforme à l’éthique.

Dans ce projet de recherche, j’ai utilisé des échantillons d’ADN de nombreuses personnes – mais pas le mien. Il ne serait pas éthique d’utiliser mon propre échantillon d’ADN. Ce point est crucial car, en faisant des recherches, nous pourrions apprendre quelque chose de complètement inattendu. Que ferais-je si je découvrais par hasard que j’ai une mutation génétique pour une maladie grave et incurable ? C’est le genre de questions importantes que l’éthique médicale prend en compte.

Cependant, je choisirais de faire le test de la longueur de la queue de l’ADN poubelle. C’est parce que, bien que le cancer soit une maladie très grave, il existe un remède pour le soigner. Si je faisais le test et découvrais que je suis à haut risque, je pourrais mieux me préparer à la maladie. Je me ferais dépister plus régulièrement et, si j’étais atteint de la maladie, je pourrais être traité plus tôt. En revanche, s’il existait un test génétique pour une autre maladie pour laquelle il n’y a pas de traitement, je ne voudrais pas passer ce test – pour moi, cela créerait plus d’inquiétude sans aucun avantage. Que feriez-vous dans chaque situation ?

Il pourrait également être possible de fabriquer de nouveaux traitements contre le cancer. Cette recherche nous a montré que les répétitions de MSR1 sont importantes dans le cancer. Donc, peut-être que les pharmaciens seront en mesure de fabriquer un médicament qui cible les répétitions MSR1. Il pourrait s’agir d’un nouveau type de chimiothérapie – un médicament qui combat le cancer.

Comprendre les changements génétiques qui augmentent le risque de contracter un cancer est vraiment important pour continuer à lutter contre le cancer. On peut espérer que cette nouvelle découverte permettra aux scientifiques et aux médecins de détecter le cancer plus tôt et de mettre au point des traitements nouveaux et améliorés. Et tout cela à partir de ce qu’on appelle l' »ADN poubelle » !

Pas si poubelle que ça finalement, hein ?

Glossaire

ADN : Une lettre qui compose le code génétique humain, elle peut être A, T, G ou C.

Protéine : Les blocs de construction de chaque cellule de votre corps.

Gène : L’ensemble des lettres de l’ADN qui épelle l’instruction pour fabriquer une protéine.

Chromosome : Une chaîne massive d’ADN qui se trouve à l’intérieur de chaque cellule du corps.

ADN non codant : Les lettres de l’ADN qui ne font pas partie d’un gène, donc qui n’épellent pas les instructions pour une protéine.

Génome : Le nom de l’ensemble complet de tout l’ADN sur tous les chromosomes.

Variation naturelle : Minuscules différences entre le code génétique de différentes personnes.

Cancer : Une maladie où certaines cellules du corps sont hors de contrôle et se développent pour former une grosseur, ou tumeur.

Chémothérapie : Un médicament qui combat les cellules cancéreuses.

Déclaration de conflit d’intérêts

L’auteur déclare que la recherche a été menée en l’absence de toute relation commerciale ou financière qui pourrait être interprétée comme un conflit d’intérêts potentiel.

Original Source Article

Rose, A. M., Krishan, A., Chakarova, C. F., Moya, L., Chambers, S. K., Hollands. M., et al. 2018. Les répétitions de MSR1 modulent l’expression des gènes et affectent le risque de cancer du sein et de la prostate. Ann. Oncol. 29(5):1292-1303. doi:10.1093/annonc/mdy082

Référence

Rose, A. M., Krishan, A., Chakarova, C. F., Moya, L., Chambers, S., Hollands, M., et al. 2018. Les répétitions de MSR1 modulent l’expression des gènes et affectent le risque de cancer du sein et de la prostate. Ann. Oncol. 29(5):1292-1303. doi:10.1093/annonc/mdy082

Statistiques du site Web de Cancer Research UK. Disponible à : http://www.cancerresearchuk.org/health-professional/cancer-statistics/risk/lifetime-risk (consulté le 1er mars 2018).

Kontos, C. K., et Scorilas, A. 2012. Kallikrein-related peptidases (KLKs) : une famille de gènes de nouveaux biomarqueurs du cancer. Clin. Chem. Lab. Med. 50(11):1877–91. doi:10.1515/cclm-2012-0247

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