ARCHIVÉ - Les scientifiques du CNRC cartographient les itinéraires du cancer

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Le 08 mars 2008— Ottawa (Ontario)

Des chercheurs du CNRC ont tracé la première « carte » au monde illustrant toutes les voies connues par lesquelles protéines et gènes interagissent dans la cellule pour donner naissance au cancer chez l'être humain. Cette « carte de la signalisation du cancer humain » s'avère un puissant outil de navigation qui aidera les scientifiques à mieux saisir la biologie de cette maladie, donc à choisir de nouvelles méthodes pour diagnostiquer et soigner telle ou telle forme de cancer.

La carte, publiée dans le numéro de décembre de Molecular Systems Biology, résume 60 années de données scientifiques sur les gènes qu'on sait jouer un rôle dans divers cancers ainsi que sur les « signaux cellulaires » qui régulent ces gènes en les activant ou les désactivant pour qu'ils fabriquent ou pas les protéines codées par eux.

La carte de la signalisation du cancer humain recense au-delà de 300 protéines et près de 900 liens entre les gènes qui codent ces protéines.
La carte de la signalisation du cancer humain recense au-delà de 300 protéines et près de 900 liens entre les gènes qui codent ces protéines.

« Pour tracer la carte, nous avons fouillé les bases de données contenant des renseignements sur les canaux de signalisation cellulaires chez l'être humain », explique Edwin Wang, chef du projet et bioinformaticien à l'Institut de recherche en biotechnologie du CNRC (IRB-CNRC), à Montréal. « Nous avons recruté les étudiants de deux universités chinoises afin qu'ils notent à la main tous les mécanismes de signalisation qui interviennent dans divers processus biologiques. Ces voies sont connectées entre elles et constituent un formidable réseau regroupant au-delà de 1 600 protéines et 5 000 signaux. »

« En reportant les gènes mutants qui engendrent le cancer sur le réseau de signalisation cellulaire, nous avons obtenu une carte routière du cancer, poursuit M. Wang. On y voit plus de 300 protéines et près de 900 signaux reliés aux gènes qui codent ces protéines. »

La signalisation cellulaire, un aperçu

Les cellules de l'organisme humain recourent à des moyens de communication complexes entre protéines pour enclencher et maintenir des fonctions essentielles tels la croissance, la survie, la multiplication et le développement. Le « recoupement » des voies de signalisation fait en sorte que les protéines opèrent rarement seules. Elles empruntent plutôt un vaste réseau d'une grande complexité. Puisque ces signaux commandent la croissance et la survie des cellules, toute modification au mécanisme de signalisation, notamment celles résultant d'une mutation génétique, est susceptible de donner naissance à une tumeur.

« Depuis quelques décennies, on multiplie considérablement les efforts pour dégager les signaux du cancer. Malheureusement, l'organisation de cette signalisation nous échappe toujours », déclare Maureen O'Connor-McCourt, co-auteure de l'étude et directrice scientifique du projet de l'IRB-CNRC sur la génomique du cancer. « Cette carte nous donne un aperçu, une première vue d'ensemble de la manière dont la signalisation du cancer est structurée. Elle présente des réactions bien connues signalant le cancer, mais aussi des réactions potentielles qui permettront aux scientifiques de formuler des hypothèses dont ils vérifieront par la suite la justesse dans leurs recherches. »

« D'habitude, les scientifiques voient dans les mécanismes de signalisation cellulaire des voies linéaires, un peu comme les avenues et les rues d'une ville. Ici, ils ont plutôt l'allure d'un réseau ou d'un schéma de câblage », reprend M. Wang. Se fiant aux liens entre les diverses voies de signalisation, l'équipe du CNRC a divisé la carte en 12 modules de communication protéique, ou modules de signalisation. « Le module de signalisation protéique ressemble à un quartier urbain, le centre-ville, par exemple. Il s'agit d'un lieu où se croisent de nombreuses artères », précise-t-il.

Le séquençage à grande échelle du génome des cancers nous a appris que les tumeurs – même celles issues du même tissu – se caractérisent par une grande diversité et que les mutations génétiques à leur origine se chevauchent peu d'une tumeur à l'autre, chez un patient. Ainsi, le séquençage du génome des cancers du sein et du côlon réalisé récemment à partir d'échantillons prélevés chez des personnes atteintes révèle en moyenne 11 mutations dans chaque cas.

En dépit de leur complexité, la « carte de la signalisation du cancer humain permet de classer ces mutations dans quelques modules, ce qui illustre la logique derrière la signalisation du cancer », affirme Maria Jaramillo, cytologiste spécialiste des cellules cancéreuses à l'IRB-CNRC et co-auteure de l'étude.

Entre autres applications éventuelles, la carte routière pourrait aider les scientifiques à établir par quels mécanismes ou modules passe un type particulier de cancer – bref, ceux qui constitueraient une cible idéale pour de nouveaux médicaments. Les chercheurs pourraient aussi s'en servir pour prévoir si un médicament ou une combinaison de médicaments agissant sur un gène aura un effet semblable sur d'autres gènes, sachant qu'ils partagent les mêmes mécanismes ou modules de signalisation.

M. Wang estime que la carte continuera d'évoluer avec l'addition d'autres données scientifiques. « Dans l'avenir, nous tracerons des cartes analogues pour un type précis de cancer, celui du sein ou du poumon, par exemple. »

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