La duplication du génome favorise le développement du cancer

Une seule cellule contient 2 à 3 mètres d’ADN, ce qui signifie que le seul moyen de le stocker est de l’envelopper dans des bobines serrées. La solution est la chromatine: un complexe d’ADN enroulé autour de protéines appelées histones. Dans l’espace 3D, ce complexe est progressivement replié en une organisation multicouche composée de boucles, de domaines et de compartiments, qui constituent ce que l’on appelle les chromosomes. L’organisation de la chromatine est étroitement liée à l’expression des gènes et au bon fonctionnement de la cellule, de sorte que tout problème dans la structure de la chromatine peut avoir des effets néfastes, dont le développement du cancer.

Un événement commun à environ 30% des cancers humains est la duplication complète du génome, processus au cours duquel l’ensemble des chromosomes d’une cellule est dupliqué. La duplication complète du génome entraîne une instabilité génomique à l’intérieur de la cellule, ce qui peut aboutir à des altérations chromosomiques et à d’autres mutations qui contribuent au développement du cancer.

Une équipe de chercheuses et chercheurs, dirigée par Elisa Oricchio de l’EPFL et Giovanni Ciriello de l’UNIL, vient de découvrir un nouvel indice sur la façon dont la duplication complète du génome favorise le cancer. Dans une étude publiée dans la revue Nature, les scientifiques montrent que la duplication complète du génome peut nuire à l’organisation 3D de la chromatine à l’intérieur de la cellule par le biais d’un phénomène appelé «perte de la ségrégation de la chromatine».

Les chercheuses et chercheurs ont étudié des cellules dépourvues du gène suppresseur de tumeur p53, ce qui les expose à la duplication complète du génome. Ils ont découvert que la duplication complète du génome entraîne une diminution de la ségrégation des éléments structurels de la chromatine, comme les boucles, les domaines et les compartiments, ce qui bouleverse son organisation minutieuse dans la cellule.

Il s’ensuit un mélange de matériel génétique qui, en temps normal, est séparé, ce qui modifie la position des régions génomiques dans l’espace 3D. Ce phénomène est appelé «repositionnement des sous-compartiments». Cela ouvre la voie à l’activation des oncogènes, qui sont des gènes contribuant au développement du cancer.

Les chercheuses et chercheurs ont également découvert que les effets de la duplication complète du génome sur l’organisation de la chromatine sont largement indépendants des altérations chromosomiques. Autrement dit, la perte de la ségrégation de la chromatine et l’instabilité chromosomique sont des mécanismes complémentaires qui agissent ensemble pour favoriser le développement du cancer.

Leurs travaux permettent de voir sous un nouveau jour le rôle de la duplication complète du génome et de l’organisation de la chromatine dans le développement du cancer. À l’avenir, des profils moléculaires unicellulaires hautement multiplexés, combinés à des technologies de codage à barres et à de nouvelles approches informatiques, pourraient permettre de mieux comprendre le rôle joué par la désorganisation de la structure 3D de la chromatine dans la transformation d’une cellule en une cellule cancéreuse.