Une étude révèle un biomarqueur épigénétique potentiel dans le liquide céphalo-rachidien du médulloblastome pédiatrique – Science

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Une équipe de scientifiques de la Texas A&M University, du Baylor College of Medicine et du Texas Children’s Hospital a mis au point un moyen de détecter et de surveiller plus précisément un type courant de cancer du cerveau pédiatrique, ouvrant la voie pour donner aux cliniciens une vue en temps réel sur la façon dont le le cancer répond au traitement.

Le médulloblastome (MB), la tumeur cérébrale pédiatrique la plus courante, est actuellement diagnostiqué sur la base des symptômes cliniques, de l’examen par imagerie par résonance magnétique (IRM) et des biopsies tumorales. Il est ensuite surveillé par des IRM de routine pour mesurer les changements physiques de la tumeur. Les cliniciens pratiquent également des ponctions lombaires répétées, communément appelées ponction lombaire, pour collecter du liquide céphalo-rachidien (LCR) qui est testé pour la présence de cellules tumorales.

«S’il n’y a pas de cellules tumorales dans le LCR, les cliniciens pensent probablement que leur traitement est efficace et poursuivent le cours. Cependant, il y a souvent une incohérence entre les résultats des tests du LCR et le résultat final du patient», a déclaré Jia Li, PhD, professeur assistant de recherche. au Center for Epigenetics & Disease Prevention (CEDP) du Texas A&M Institute of Biosciences and Technology, et le premier auteur de l’étude, publié dans Progrès scientifiques. «Par conséquent, il est hautement souhaitable de disposer d’un moyen plus sensible d’estimer et de surveiller systématiquement la réponse tumorale après le traitement et, en même temps, de détecter en toute confiance la récidive tumorale avant qu’il n’y ait des changements anatomiques évidents dans la tumeur observés par IRM ou tomodensitométrie. “

En d’autres termes, les cliniciens veulent être en mesure de surveiller l’état de la tumeur chez les patients afin qu’ils puissent intervenir le plus tôt possible s’il existe des preuves que la tumeur a récidivé ou recommence à se développer de manière agressive. La biopsie liquide – la méthode de détection de l’ADN du cancer ou d’autres biomarqueurs de maladies dans les fluides corporels comme le sang – est de plus en plus utilisée pour surveiller les cancers adultes tels que le cancer colorectal et le cancer du sein. Cette technique est une manière relativement non invasive d’évaluer la progression du cancer, la réponse au traitement et la récidive. La technologie actuelle détecte les mutations génétiques associées au cancer dans le plasma. Cependant, cette approche est plus difficile pour les cancers du cerveau pédiatriques car ces cancers ont souvent très peu de mutations. Selon les chercheurs, ils peuvent être décrits comme étant «génétiquement fades», ce qui signifie qu’ils ne contiennent pas un grand nombre de mutations de l’ADN lui-même.

Au lieu de cela, les tumeurs cérébrales pédiatriques présentent souvent des changements épigénétiques. En d’autres termes, au lieu que l’ADN lui-même soit changé par mutation, dans les cellules cancéreuses, certains gènes critiques sont activés ou désactivés par des changements épigénétiques qui régulent leur activité. La présence d’anomalies épigénétiques dans les cancers du cerveau pédiatriques a conduit l’équipe de recherche à penser que les marqueurs épigénétiques dans les fluides biologiques tels que le LCR pourraient être un moyen efficace de détecter et de surveiller ces types de cancers.

L’autre problème avec l’utilisation de la biopsie liquide pour le cancer du cerveau pédiatrique est que l’ADN de la tumeur cérébrale est à peine détectable dans le plasma en raison de la barrière hémato-encéphalique, qui empêche l’ADN de la tumeur cérébrale d’être libéré dans la circulation sanguine. En revanche, le LCR interagit avec les cellules tumorales cérébrales dans le système nerveux central et peut être utilisé pour la biopsie liquide. Cependant, le LCR contient des quantités extrêmement faibles d’ADN, ce qui rend son étude difficile.

Li, avec Yun Nancy Huang, PhD, MS et Deqiang Sun, PhD, a développé une nouvelle méthode pour contourner ce problème et a réussi à profiler la méthylation de l’ADN à l’échelle du génome à partir de très faibles quantités d’ADN dans le LCR. Ils ont utilisé des échantillons de LCR obtenus à partir d’une biobanque construite par des médecins du Texas Children’s Hospital au cours de 20 ans. “Les cellules tumorales dans le LCR se dégradent pendant la circulation, mais l’ADN dure beaucoup plus longtemps que les cellules, et donc l’ADN tumoral sans cellule (ADNc) peut être trouvé dans les échantillons de la biobanque”, a déclaré Huang, qui est professeur agrégé au CEDP et un co-auteur de cette étude.

Les chercheurs ont développé une méthode expérimentale et informatique pour analyser cet ADN. Leurs résultats ont révélé que le marqueur épigénétique, la méthylation de l’ADN, peut être détecté dans l’ADNc du LCR, servant de biomarqueur potentiel pour rapporter l’état de la tumeur MB et permettre un pronostic.

«Il s’agit essentiellement d’un moyen totalement nouveau de détecter la méthylation de l’ADN dans l’ADN en circulation et de l’utiliser pour la détection et la quantification de biomarqueurs dans le cancer infantile», a déclaré Peter Davies, MD, PhD, professeur au Texas A&M University College of Medicine et directeur du centre. pour la recherche translationnelle sur le cancer à l’Institut des biosciences et de la technologie, et co-auteur de l’étude.

À terme, cette recherche mènera au développement d’un kit de biomarqueurs que les cliniciens pourront utiliser pour surveiller les patients pédiatriques atteints de tumeurs cérébrales. De nombreuses étapes sont à franchir à cette fin, mais ces découvertes ont suscité beaucoup d’intérêt de la part des médecins et sont prometteuses pour une application clinique.

«La biobanque construite par les médecins du Texas Children’s Hospital est une ressource inestimable», a déclaré Davies. «Tous les échantillons ont été donnés par des patients avec un consentement éclairé, et finalement, c’est la volonté des patients et de leurs familles de permettre à leurs échantillons d’être stockés pour de futures recherches qui rend ce type de travail possible.

«Il s’agit d’un exemple classique d’utilisation de la« science d’équipe »pour répondre à des questions vraiment importantes qui ne pourraient être réalisées sans réunir une expertise unique», a déclaré le directeur du CEDP Roderick Dashwood, PhD, FRSB, professeur au College of Medicine, et co- auteur de l’étude. «Nous avons une expertise unique au Texas Medical Center, mais vous devez rassembler ces personnes exceptionnelles. Cela comprend des médecins, des bioinformaticiens et des experts en épigénétique. Ces personnes sont souvent situées dans des établissements différents, mais nous les réunissons toutes pour répondre à questions importantes pour la traduction clinique. “

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