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La plus grande carte jamais créée de l’interactome humain permet de cerner des gènes du cancer

by CIFAR déc. 8 / 14

Des scientifiques ont dressé la plus grande carte à ce jour des interactions directes entre des protéines encodées par le génome humain et des douzaines de gènes que l’on estime depuis peu jouer un rôle dans le cancer.

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Le diagramme illustre environ 14 000 interactions entre protéines, découvertes grâce au processus systématique utilisé dans cette étude par les scientifiques. 
Photo : Thomas Rolland


La nouvelle carte de l’« interactome humain » décrit environ 14 000 interactions directes entre protéines. L’interactome est le réseau formé par les protéines et autres composantes cellulaires qui se « tiennent ensemble ». La nouvelle carte fait plus de quatre fois la taille de toutes les cartes antérieures du genre et affiche davantage d’interactions de grande qualité que celles issues de toutes les études précédentes mises ensemble.

Frederick Roth, Boursier principal de l’ICRA et co-directeur du programme Réseaux Génétiques, de concert avec Marc Vidal (Dana-Farber Cancer Institute et École de médecine de Harvard) ont codirigé l’équipe de recherche internationale qui a écrit l’article à paraître dans la revue Cell, le 20 novembre prochain. Roth est chercheur principal à l’Institut de recherche Lunenfeld-Tanenbaum de l’Hôpital Mount Sinai et professeur au Centre Donnelly de recherche cellulaire et biomoléculaire de l’Université de Toronto. En outre, il est titulaire de la Chaire d’excellence du Canada en biologie intégrative.

Par des expériences en laboratoire, les scientifiques ont cerné les interactions et, par la modélisation informatique, ils se sont ensuite concentrés sur des protéines qui se « connectent » à une autre protéine du cancer ou plus.

« Nous démontrons pour la première fois que les protéines du cancer sont plus susceptibles d’interagir entre elles qu’avec d’autres protéines non associées au cancer choisies aléatoirement », explique Roth.

« Une fois que vous observez que les protéines associées à une même maladie sont plus susceptibles de se connecter entre elles, vous pouvez utiliser ce réseau d’interactions comme outil prédictif pour trouver de nouvelles protéines du cancer et les gènes correspondants », de dire Roth. Par exemple, deux gènes du cancer connus encodaient deux protéines qui interagissaient avec la CTBP2, une protéine encodée à un emplacement en lien avec le cancer de la prostate qui peut se propager à des ganglions lymphatiques avoisinants. Ces deux protéines sont en cause dans les tumeurs lymphoïdes, suggérant que la CTBP2 joue un rôle dans le développement de tumeurs lymphoïdes.

À l’aide de leur méthode prédictive, les chercheurs ont découvert que 60 des gènes du cancer relevés par cette méthode participent à un processus cancéreux connu.

De telles découvertes sont essentielles pour mieux comprendre l’évolution du cancer et d’autres maladies, leur traitement et leur prévention. La majeure partie des interactions entre protéines dans le corps humain tient du mystère. Roth dresse un parallèle entre un médecin à qui on demande de traiter un patient et un mécanicien automobile.

« Comment pouvons-nous demander à quelqu’un de réparer une voiture avec une liste de pièces incomplète et sans indications quant à la façon d’assembler les pièces? », dit-il.

Chaque gène peut encoder plusieurs parties et les chercheurs s’efforcent de comprendre l’intégralité de ces parties, où elles se trouvent dans notre organisme et comment elles se connectent les unes aux autres. Des études chez la levure de boulanger ont permis de cartographier les interactions à l’échelle génomique, mais cette nouvelle étude est la première qui s’approche de cette échelle chez l’humain.

En outre, l’étude révèle que le réseau d’interactions protéiques chez l’humain couvre un éventail beaucoup plus large de gènes que ce que des recherches antérieures avaient suggéré. Les études mettent souvent l’accent sur des protéines « populaires » que l’on sait déjà être en lien avec la maladie ou des protéines qui présentent un intérêt pour d’autres raisons, et cela a biaisé notre compréhension des interactions, explique Roth.

« L’une des grandes conclusions de l’article est que lorsqu’on cherche systématiquement des interactions, on en trouve partout », dit-il.

Selon Roth, ces recherches sont au cœur des objectifs du programme Réseaux génétiques de l’ICRA, particulièrement en ce qui concerne la création d’une carte illustrant comment le génotype d’un organisme — son ensemble de gènes — se connecte avec le phénotype d’un autre organisme — ses caractéristiques, incluant la manifestation de la maladie et la prédisposition. Ces nouvelles connaissances sur les interactions vont probablement aider les gens de par le monde à séquencer et à interpréter des génomes du cancer.