La montée des tumeurs neuroendocrines : ce qu'on sait
Un aperçu de l'étude des tumeurs neuroendocrines et de leurs complexités.
Amy P Webster, Netta Mäkinen, Nana Mensah, Carla Castignani, Elizabeth Larose Cadieux, Ramesh Shivdasani, Pratik Singh, Heli Vaikkinen, Pawan Dhami, Simone Ecker, Matthew Brown, Bethan Rimmer, Stephen Henderson, Javier Herrero, Matthew Suderman, Paul Yousefi, Stephan Beck, Peter Van Loo, Eric Nakakura, Chrissie Thirlwell
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Table des matières
- Pourquoi l'intestin grêle ?
- Le mystère des tumeurs multiples
- Que montrent les études génétiques ?
- Pas une tumeur comme les autres
- Bienvenue à la fête épigénétique
- L'étude des SI-NET unifocaux
- Le défi des SI-NET multifocaux
- Le truc avec le tissu normal
- Quel âge ont ces tumeurs ?
- Qui étaient les patients ?
- Passons à la génération de données
- Analyse des données : Le cœur du sujet
- Trouver la signature tumorale
- Parlons de vieillissement
- Prédictions métaboliques : Qu'est-ce qui mijote ?
- La connexion du chromosome 18
- Résultats clés et points à retenir
- La route à suivre
- Conclusion
- Source originale
- Liens de référence
Les Tumeurs neuroendocrines (NET) sont un type de tumeur qui vient des cellules du système nerveux et endocrinien. Elles peuvent apparaître dans divers tissus du corps, l'intestin grêle étant l'un des endroits les plus courants. Bien que rares, ces tumeurs attirent un peu plus d'attention ces derniers temps pour une raison quelconque-peut-être parce qu'elles aiment organiser plusieurs fêtes en même temps, souvent en groupe.
Pourquoi l'intestin grêle ?
L'intestin grêle représente environ 18 % de tous les diagnostics de NET, donc c'est un endroit chaud pour ces tumeurs sournoises. Elles sont considérées comme le cancer le plus fréquemment diagnostiqué dans l'intestin grêle, ce qui en fait un sujet d'intérêt croissant pour les médecins et les chercheurs. On essaie encore de comprendre pourquoi elles augmentent à l'échelle mondiale, mais une chose est claire : comprendre comment ces petites crapules fonctionnent au niveau moléculaire est crucial.
Le mystère des tumeurs multiples
La moitié des personnes diagnostiquées avec des tumeurs neuroendocrines de l'intestin grêle (SI-NET) se présentent à la clinique avec plusieurs tumeurs. Imaginez entrer à une fête et trouver plusieurs de vos vieux amis que vous ne vous attendiez pas à voir ! Au départ, on pensait que ces tumeurs étaient des clones les unes des autres, mais des études génétiques récentes suggèrent qu'elles sont plutôt comme des cousins éloignés, avec des différences dans leur ADN.
Que montrent les études génétiques ?
Les chercheurs ont effectué un séquençage du génome entier (WGS) sur ces SI-NET multifocaux et ont trouvé des résultats surprenants. En moyenne, seulement environ 0,08 % des changements génétiques étaient les mêmes parmi les tumeurs d'un seul patient. C'est comme trouver une seule chaussette assortie dans une pile de linge ! Étonnamment, ils n'ont trouvé aucun gène partagé qui pourrait être lié à la croissance tumorale. Il semble que tandis que certains changements génétiques sont en jeu, d'autres facteurs contribuent également au développement de ces tumeurs.
Pas une tumeur comme les autres
Ce qui distingue les SI-NET, c'est leur niveau de mutations anormalement bas par rapport à d'autres types de tumeurs solides. La plupart d'entre elles n'ont même pas les mutations génétiques habituelles connues qui mènent au cancer. Le problème le plus courant semble être lié au Chromosome 18, où environ 70 % des SI-NET subissent une perte d'une pièce importante d'information génétique. Seulement environ 8 % présentent des mutations dans un gène appelé CDKN1B, ce qui n'est pas énorme si vous êtes un chercheur essayant de percer le secret derrière ces tumeurs.
Bienvenue à la fête épigénétique
Étant donné le manque de changements génétiques à l'origine de ces tumeurs, les scientifiques se concentrent sur quelque chose appelé "épigénétique." Cela fait référence à des changements qui affectent la manière dont les gènes s'expriment sans altérer l'ADN lui-même. En gros, c'est comme changer la façon dont une recette est faite sans changer les ingrédients. Les perturbations des modifications Épigénétiques, comme la méthylation de l'ADN, peuvent entraîner des changements dans l'activité des gènes, ce qui pourrait être un facteur crucial dans la croissance de ces tumeurs.
L'étude des SI-NET unifocaux
Des études antérieures se sont concentrées sur des SI-NET uniques et ont identifié certains motifs épigénétiques basés sur le chromosome 18. Les chercheurs ont utilisé une approche multi-omics (terme chic pour examiner les données biologiques sous différents angles) et ont découvert que les tumeurs avec des changements sur le chromosome 18 avaient des niveaux de méthylation globaux plus bas par rapport aux autres. Ils ont même identifié des dizaines de gènes montrant des niveaux de méthylation différents et une activité plus élevée dans ce sous-groupe.
Le défi des SI-NET multifocaux
Bien que des progrès aient été réalisés dans la compréhension des tumeurs uniques, le monde des SI-NET multifocaux reste largement inexploré-un peu comme essayer de comprendre un salon en désordre après une fête sauvage. Dans ce rapport, les chercheurs ont décidé d'étudier 100 échantillons de 11 patients atteints de SI-NET multifocaux. Ils ont comparé les modèles de méthylation de l'ADN à travers plusieurs tumeurs du même patient et examiné les différences basées sur la perte du chromosome 18.
Le truc avec le tissu normal
Les chercheurs ont rencontré un défi avec la comparaison du tissu normal parce que les cellules qui les intéressaient sont rares dans le tissu intestinal régulier. Pour y remédier, ils ont commencé par comparer leurs échantillons tumoraux à un mélange de tissu normal provenant de patients. Ensuite, ils ont affiné leurs résultats en utilisant des données d'une lignée cellulaire enrichie en cellules entérochromaffines-ces cellules spéciales se comportent un peu plus comme notre cible. Cette approche minutieuse visait à identifier les changements spécifiques des tumeurs tout en réduisant le bruit causé par d'autres types de cellules.
Quel âge ont ces tumeurs ?
Comme les SI-NET croissent si lentement, c'est compliqué de déterminer l'ordre dans lequel elles pourraient avoir évolué. Pour le découvrir, les chercheurs ont utilisé quelque chose appelé "horloges épigénétiques." Ces outils mesurent le vieillissement biologique en fonction des modèles d'ADN. Si ça marche, ça pourrait aider à reconstituer la chronologie du développement des tumeurs multifocales.
Qui étaient les patients ?
Les patients impliqués dans cette étude ont été opérés à l'Université de Californie, à San Francisco, tous diagnostiqués avec des SI-NET multifocaux qui s'étaient propagés au-delà de leur site d'origine. Les chercheurs ont collecté 100 échantillons, y compris des tumeurs et un peu de tissu normal, fournissant une bonne taille pour l'analyse.
Passons à la génération de données
Pour étudier ces échantillons, l'équipe a utilisé une machine Illumina pour rassembler des données sur la méthylation de l'ADN. Pour certains échantillons, ils avaient aussi des données génomiques supplémentaires à utiliser. Après avoir trié toutes ces informations, ils ont fini avec un ensemble de données affiné qui les a aidés à identifier ce qu'ils cherchaient vraiment dans les tumeurs.
Analyse des données : Le cœur du sujet
En utilisant un langage de programmation appelé R-et quelques paquets sympas pour analyser les données-les chercheurs ont plongé dans les chiffres. Ils ont vérifié la qualité et se sont assurés que tout était en ordre avant de passer à la recherche de méthylation différentielle. Cela impliquait de comparer les tumeurs aux tissus normaux et d'identifier des signatures uniques dans les tumeurs.
Trouver la signature tumorale
Les chercheurs ont découvert un nombre incroyable de positions méthylées de manière différentielle (DMP), avec plus de 64 000 identifiées en comparant les tumeurs primaires avec le tissu normal. Cependant, ce nombre incluait un peu de bruit dû au mélange de types de cellules dans leurs échantillons. Pour affiner leurs résultats, ils ont utilisé leurs données de cellules entérochromaffines et ont obtenu environ 12 392 DMP spécifiques aux tumeurs. Cela incluait de nombreux gènes liés aux fonctions nerveuses et synaptiques, indiquant une possible connexion avec la biologie des tumeurs.
Parlons de vieillissement
L'équipe a également exploré le vieillissement épigénétique à travers les tumeurs. Ils ont testé 11 façons différentes de mesurer l'âge épigénétique. Étonnamment, ils ont trouvé des degrés de prévisions d'âge variés. Certaines méthodes suggéraient que le tissu normal était plus jeune que les patients réels, tandis que d'autres indiquaient le contraire. L' "horloge de la peau et du sang" semblait surprenamment la plus efficace pour relier l'âge chronologique et évaluer l'accélération de l'âge dans les tumeurs.
Prédictions métaboliques : Qu'est-ce qui mijote ?
Avec tout le reste, les chercheurs ont exploré comment ces tumeurs pourraient se comporter sur le plan métabolique. En utilisant un logiciel spécial, ils ont prédit des traits comme l'indice de masse corporelle (IMC) et la teneur en graisse en fonction des modèles de méthylation de l'ADN. Ils ont trouvé des changements significatifs entre les tumeurs et le tissu normal, avec des différences plus marquées dans les tumeurs métastatiques, suggérant qu'elles pourraient se nourrir de manière assez différente.
La connexion du chromosome 18
Un trait particulièrement intéressant des SI-NET est la perte du chromosome 18, qui semble avoir un effet distinct sur la méthylation de l'ADN. La comparaison des tumeurs avec et sans perte du chromosome 18 a montré quelques différences notables. Les tumeurs avec perte du chromosome 18 avaient plus de difficultés concernant les prédictions métaboliques, indiquant un changement profond dans la façon dont elles traitent les nutriments.
Résultats clés et points à retenir
Dans cette étude, les chercheurs ont fait des progrès dans la compréhension du fonctionnement des SI-NET multifocaux, surtout du côté épigénétique. Ils ont identifié des milliers de sites méthylés différemment qui pointent vers des voies potentielles de développement tumoral, notamment liées aux voies neurales. Ils ont également montré l'utilisation d'horloges épigénétiques pour estimer l'ordre d'apparition de ces tumeurs, une tâche aussi difficile que de décider qui prend la dernière part de pizza.
La route à suivre
Bien que cette étude ait révélé un trésor d'informations sur les tumeurs neuroendocrines, elle a mis en lumière le besoin de recherches supplémentaires. Beaucoup de questions restent sans réponses sur la façon dont ces tumeurs se développent et se relient les unes aux autres, et les résultats suggèrent qu'il y a encore beaucoup à explorer dans le domaine du traitement et de la compréhension du comportement tumoral plus clairement.
Conclusion
Alors que le monde de la science continue d'avancer et de percer les mystères des NET, une chose est sûre : si les tumeurs avaient un motto, ce serait "Attendez-vous à l'inattendu !" Avec des recherches soigneuses et une pincée d'humour, nous pouvons espérer encore plus de découvertes passionnantes sur notre monde biologique complexe.
Titre: Epigenetic investigation of multifocal small intestinal neuroendocrine tumours reveals accelerated ageing of tumours and epigenetic alteration of metabolic genes
Résumé: BackgroundSmall intestinal neuroendocrine tumours (SI-NETs) are the most common malignancy of the small intestine and around 50% of patients present in clinic with multifocal disease. Recent investigations into the genomic architecture of multifocal SI-NETs have found evidence that these synchronous primary tumours evolve independently of each other. They also have extremely low mutational burden and few known driver genes, suggesting that epigenetic dysregulation may be driving tumorigenesis. Very little is known about epigenetic gene regulation, metabolism and ageing in these tumours, and how these traits differ across multiple tumours within individual patients. MethodsIn this study, we performed the first investigation of genome-wide DNA methylation in multifocal SI-NETs, assessing multiple primary tumours within each patient (n=79 primary tumours from 14 patients) alongside matched metastatic tumours (n=12) and normal intestinal epithelial tissue (n=9). We assessed multifocal SI-NET differential methylation using a novel method, comparing primary tumours with matched normal epithelial tissue and an enterochromaffin-enriched cell line to enrich for tumour-specific effects. This method reduced the identification of false positive methylation differences driven by cell composition differences between tumour and normal epithelial tissue. We also assessed tumour ageing using epigenetic clocks and applied metabolic predictors in the dataset to assess methylation variation across key metabolic genes. ResultsWe have identified 12,392 tumour-specific differentially methylated positions (Bonferroni corrected p
Auteurs: Amy P Webster, Netta Mäkinen, Nana Mensah, Carla Castignani, Elizabeth Larose Cadieux, Ramesh Shivdasani, Pratik Singh, Heli Vaikkinen, Pawan Dhami, Simone Ecker, Matthew Brown, Bethan Rimmer, Stephen Henderson, Javier Herrero, Matthew Suderman, Paul Yousefi, Stephan Beck, Peter Van Loo, Eric Nakakura, Chrissie Thirlwell
Dernière mise à jour: 2024-12-05 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.02.626017
Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.02.626017.full.pdf
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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