La recherche remet également en question l’idée que la division cellulaire est le principal mécanisme à l’origine des changements génétiques – Technoguide

Pour la première fois, les scientifiques sont en mesure d’étudier les changements dans l’ADN de n’importe quel tissu humain, suite à la résolution de défis techniques de longue date par des scientifiques de l’Institut Wellcome Sanger. La nouvelle méthode, appelée séquençage nanorate (NanoSeq), permet d’étudier comment les changements génétiques se produisent dans les tissus humains avec une précision sans précédent.

L’étude, publiée aujourd’hui (28 avril) dans Nature, représente une avancée majeure pour la recherche sur le cancer et le vieillissement. En utilisant NanoSeq pour étudier des échantillons de sang, de côlon, de cerveau et de muscle, la recherche remet également en question l’idée que la division cellulaire est le principal mécanisme à l’origine des changements génétiques. La nouvelle méthode devrait également permettre aux chercheurs d’étudier l’effet des cancérogènes sur les cellules saines, et de le faire plus facilement et à une échelle beaucoup plus grande que cela n’a été possible jusqu’à présent.

Les tissus de notre corps sont composés de cellules qui se divisent et qui ne se divisent pas. Les cellules souches se renouvellent tout au long de notre vie et sont responsables de fournir des cellules qui ne se divisent pas pour maintenir le corps en marche. La grande majorité des cellules de notre corps ne se divisent pas ou ne se divisent que rarement. Ils comprennent des granulocytes dans notre sang, qui sont produits par milliards chaque jour et qui vivent très peu de temps, ou des neurones dans notre cerveau, qui vivent beaucoup plus longtemps.

Des changements génétiques, appelés mutations somatiques, se produisent dans nos cellules à mesure que nous vieillissons. Il s’agit d’un processus naturel, les cellules acquérant environ 15 à 40 mutations par an. La plupart de ces mutations seront inoffensives, mais certaines d’entre elles peuvent déclencher une cellule sur la voie du cancer.

Depuis l’avènement du séquençage du génome à la fin du XXe siècle, les chercheurs en cancérologie ont pu mieux comprendre la formation des cancers et comment les traiter en étudiant les mutations somatiques de l’ADN tumoral. Ces dernières années, les nouvelles technologies ont également permis aux scientifiques d’étudier des mutations dans des cellules souches prélevées sur des tissus sains.

Mais jusqu’à présent, le séquençage du génome n’a pas été suffisamment précis pour étudier de nouvelles mutations dans des cellules non en division, ce qui signifie que la mutation somatique dans la grande majorité de nos cellules a été impossible à observer avec précision.

Dans cette nouvelle étude, des chercheurs du Wellcome Sanger Institute ont cherché à affiner une méthode de séquençage avancée appelée séquençage duplex1. L’équipe a recherché des erreurs dans les données de séquence duplex et s’est rendu compte qu’elles étaient concentrées aux extrémités des fragments d’ADN et avaient d’autres caractéristiques suggérant des failles dans le processus utilisé pour préparer l’ADN pour le séquençage.

Ils ont ensuite mis en œuvre des améliorations au processus de préparation de l’ADN, telles que l’utilisation d’enzymes spécifiques pour couper l’ADN plus proprement, ainsi que des méthodes bioinformatiques améliorées. En quatre ans, la précision a été améliorée jusqu’à ce qu’ils obtiennent moins de cinq erreurs par milliard de lettres d’ADN.

Le Dr Robert Osborne, ancien élève du Wellcome Sanger Institute qui a dirigé le développement de la méthode, a déclaré: «Détecter les mutations somatiques qui ne sont présentes que dans une ou quelques cellules est un défi technique incroyable. Vous devez trouver un changement de lettre parmi des dizaines des millions de lettres d’ADN et les méthodes de séquençage précédentes n’étaient tout simplement pas assez précises. Comme NanoSeq ne fait que quelques erreurs par milliard de lettres d’ADN, nous sommes maintenant en mesure d’étudier avec précision les mutations somatiques dans n’importe quel tissu. “

L’équipe a profité de la sensibilité améliorée de NanoSeq pour comparer les taux et les schémas de mutation dans les cellules souches et les cellules non en division dans plusieurs types de tissus humains.

Étonnamment, l’analyse des cellules sanguines a révélé un nombre similaire de mutations dans les cellules souches à division lente et les cellules souches à division plus rapide2. Cela suggère que la division cellulaire n’est pas le processus dominant provoquant des mutations dans les cellules sanguines. L’analyse des neurones qui ne se divisent pas et des cellules qui se divisent rarement du muscle a également révélé que les mutations s’accumulent tout au long de la vie dans les cellules sans division cellulaire et à un rythme similaire à celui des cellules du sang.

Le Dr Federico Abascal, le premier auteur de l’article du Wellcome Sanger Institute, a déclaré: «On suppose souvent que la division cellulaire est le principal facteur de survenue de mutations somatiques, un plus grand nombre de divisions créant un plus grand nombre de mutations. Mais notre analyse a révélé que les cellules sanguines qui s’étaient divisées plusieurs fois plus que d’autres présentaient les mêmes taux et schémas de mutation. Cela change notre façon de penser la mutagenèse et suggère que d’autres mécanismes biologiques que la division cellulaire sont essentiels.

La capacité d’observer la mutation dans toutes les cellules ouvre de nouvelles voies de recherche sur le cancer et le vieillissement, comme l’étude des effets de cancérogènes connus comme le tabac ou l’exposition au soleil, ainsi que la découverte de nouveaux cancérogènes. De telles recherches pourraient grandement améliorer notre compréhension de la façon dont les choix de modes de vie et les expositions aux cancérogènes peuvent conduire au cancer.

Un autre avantage de la méthode NanoSeq est la relative facilité avec laquelle les échantillons peuvent être prélevés. Plutôt que de prendre des biopsies de tissus, les cellules peuvent être collectées de manière non invasive, par exemple en grattant la peau ou en frottant la gorge.

Le Dr Inigo Martincorena, auteur principal de l’article du Wellcome Sanger Institute, a déclaré: «L’application de NanoSeq à petite échelle dans cette étude nous a déjà amenés à reconsidérer ce que nous pensions savoir sur la mutagenèse, ce qui est passionnant. NanoSeq va permettent également d’étudier les mutations somatiques à une échelle beaucoup plus grande, plus facile, moins coûteuse et moins invasive. Plutôt que d’analyser les biopsies d’un petit nombre de patients et de ne pouvoir examiner que les cellules souches ou les tissus tumoraux, nous pouvons désormais étudier des échantillons de centaines de patients et observez les mutations somatiques dans n’importe quel tissu. “

.

A propos Technoguide

Voir aussi

Dans le processus de graphène, la résistance est utile – Technoguide

Un laboratoire de l’Université Rice a adapté sa technique de graphène induit par laser pour …

Laisser un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *

Défiler vers le haut