Nouvelles infos sur le DSRCT : un cancer rare
La recherche identifie des biomarqueurs potentiels pour aider à diagnostiquer le tumeur des cellules rondes petites desmoplastiques.
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Table des matières
Le tumeur des cellules rondes petites desmoplastiques (DSRCT) est un type de cancer rare et agressif qui touche surtout les jeunes hommes. Ça se développe généralement dans des zones tapissées par le mésothélium, comme la cavité abdominale. Le taux de survie des patients atteints de DSRCT est très bas, entre 5 % et 20 % sur cinq ans. C'est surtout parce qu'il y a peu d'options de traitement efficaces.
Qu'est-ce que DSRCT ?
DSRCT est une forme unique de cancer qui n'est pas encore bien comprise. Un de ses traits clés est un changement génétique particulier, où un morceau de chromosome contenant une protéine appelée EWSR1 fusionne avec un autre morceau d'une protéine connue sous le nom de WT1. Cette fusion crée une nouvelle protéine qui pousse le cancer à se développer et à croître.
Malgré le fait d'être reconnu comme un cancer distinct depuis de nombreuses années, la recherche sur DSRCT a été limitée. C'est surtout parce que DSRCT est si rare. Des études récentes ont essayé de rassembler plus de données sur ce cancer, mais les infos sont souvent incomplètes. La plupart des études se concentrent sur les aspects génétiques et épigénétiques, mais peu a été fait pour comprendre la complexité totale de la maladie. Des domaines importants comme la protéomique, qui étudient les protéines en profondeur, sont encore sous-explorés.
Diagnostiquer DSRCT
Diagnostiquer DSRCT peut être assez compliqué. Le cancer peut avoir différentes formes et aspects sous un microscope, rendant l'identification difficile. Étant donné que DSRCT est si peu commun, il n'y a qu'un petit nombre d'échantillons de patients disponibles pour les études, et ils sont répartis dans différentes institutions de recherche.
En raison de ces défis, diagnostiquer DSRCT repose généralement sur une combinaison de tests spécifiques et de marqueurs trouvés dans les tissus. Cependant, à cause des variations d'apparence de la tumeur, il est souvent difficile de pointer les bons marqueurs.
Objectif de la recherche
Cette étude vise à créer des ensembles de données détaillés pour mieux comprendre DSRCT et fournir des ressources précieuses pour les futures recherches. En rassemblant plus d'infos sur la biologie de la tumeur, on espère trouver de nouvelles façons de traiter et de diagnostiquer ce cancer agressif.
Création des ensembles de données
Pour atteindre cet objectif, les chercheurs ont développé de nouveaux ensembles de données comprenant des informations sur les protéines et l'ARN provenant de lignées cellulaires DSRCT cultivées en laboratoire. Ils ont spécifiquement étudié des lignées cellulaires avec un knockdown de la protéine de fusion EWSR1::WT1, leur permettant de voir comment ce changement affecte le comportement de la tumeur.
L'équipe a également combiné leurs nouvelles données avec des ensembles de données publics existants, comprenant des informations sur l'expression des gènes et des sites de liaison dans le génome. Cela a permis une compréhension plus large de la façon dont DSRCT se comporte au niveau moléculaire.
Marqueurs potentiels
Un des principaux objectifs de la recherche était d'identifier de nouveaux marqueurs pour DSRCT. L'analyse a révélé qu'un certain gène, CACNA2D2, était significativement surexprimé dans DSRCT par rapport à d'autres types de tumeurs similaires. Cette découverte suggère que CACNA2D2 pourrait servir de marqueur fiable pour diagnostiquer DSRCT.
L'importance des protéines
Les protéines jouent un rôle essentiel dans le fonctionnement et la communication des cellules. Dans cette étude, les chercheurs se sont concentrés sur la compréhension de la façon dont EWSR1::WT1 influence l'expression de protéines spécifiques, en particulier CACNA2D2. Ils ont découvert que la protéine EWSR1::WT1 se lie à la région amplificatrice du gène CACNA2D2, favorisant son expression.
Les chercheurs ont utilisé diverses méthodes pour confirmer que CACNA2D2 est en effet une cible directe de EWSR1::WT1. En knockdown la protéine EWSR1::WT1, ils ont observé une diminution significative des niveaux de CACNA2D2. Cette relation indique qu'EWSR1::WT1 est crucial pour réguler l'expression de CACNA2D2.
Tester le marqueur
Après avoir établi CACNA2D2 comme un marqueur potentiel, les chercheurs ont réalisé des expériences pour tester son efficacité dans le diagnostic du DSRCT. Ils ont utilisé des échantillons de patients et comparé l'expression de CACNA2D2 à travers différents types de tumeurs. Les résultats ont montré que les niveaux de CACNA2D2 étaient beaucoup plus élevés dans les échantillons DSRCT que dans ceux d'autres types de cancer.
Techniques utilisées
Pour analyser l'expression de CACNA2D2, les chercheurs ont employé plusieurs techniques :
Immunohistochimie (IHC) : Cette méthode permet de visualiser des protéines spécifiques dans des échantillons de tissus à l'aide d'anticorps. Dans ce cas, l'IHC a été utilisée pour colorer CACNA2D2 dans des échantillons de tumeurs.
Analyse de l'expression génique : Les chercheurs ont extrait de l'ARN de divers échantillons et l'ont utilisé pour mesurer les niveaux d'expression de CACNA2D2 et d'autres gènes.
Séquençage d'ARN unicellulaire (scRNA-seq) : Cette technique avancée a été utilisée pour analyser l'expression génique au niveau unicellulaire. C'est important pour comprendre l'hétérogénéité au sein des tumeurs DSRCT.
Séquençage d'immunoprécipitation de la chromatine (ChIP-seq) : Cette méthode aide à identifier les sites de liaison des protéines sur l'ADN, permettant aux chercheurs de voir où EWSR1::WT1 se lie par rapport au gène CACNA2D2.
Résultats prometteurs
Les résultats de l'étude étaient prometteurs. L'expression de CACNA2D2 était constamment élevée dans les échantillons DSRCT, montrant un potentiel significatif pour son utilisation comme marqueur diagnostique. L'étude met en évidence le besoin de validation supplémentaire, notamment sur des cohortes de patients plus larges, pour garantir que CACNA2D2 puisse être utilisé efficacement dans des contextes cliniques.
Implications pour les futures recherches
Cette recherche ouvre la voie à de nouvelles approches pour diagnostiquer DSRCT. En identifiant CACNA2D2 comme un marqueur spécifique, les futures études peuvent se concentrer sur son application dans la pratique clinique. L'espoir est qu'avec des outils de diagnostic plus fiables, les résultats des patients puissent s'améliorer.
De plus, les ensembles de données complets générés dans cette étude peuvent servir de fondation pour de futures recherches. Ils offrent une perspective multi-omique englobant des données génétiques, protéomiques et transcriptomiques.
Conclusion
En résumé, DSRCT est un cancer difficile à diagnostiquer et à traiter, surtout à cause de sa rareté et de la complexité de sa biologie. Toutefois, cette étude établit les bases pour une meilleure compréhension et gestion de la maladie grâce à l'identification de biomarqueurs potentiels comme CACNA2D2. Avec des recherches et validations continues, il y a de l'espoir pour de meilleures méthodes diagnostiques et des stratégies thérapeutiques dans la lutte contre DSRCT.
Titre: Super-enhancer-driven CACNA2D2 is an EWSR1::WT1 signature gene encoding a diagnostic marker for desmoplastic small round cell tumor (DSRCT)
Résumé: Desmoplastic small round cell tumor (DSRCT) is a highly aggressive cancer predominantly occurring in male adolescents and young adults. The lack of a comprehensive understanding on the biology of the disease is paralleled by its dismal survival rates (5-20%). To overcome this challenge, we first identified and prioritized urgently needed resources for clinicians and researchers. Thus, we established genome-wide single-cell RNA-sequencing and bulk proteomic data of in vitro and in vivo-generated knockdown models of the pathognomonic DSRCT fusion oncoprotein (EWSR1::WT1) and combined them with an original systems-biology-based pipeline including patient data and the largest histology collection of DSRCTs and morphological mimics available to date. These novel tools were enriched with curated public datasets including patient- and cell line-derived ChIP-seq, bulk and single-cell RNA-seq studies resulting in a multi-model and multi-omic toolbox for discovery analyses. As a proof of concept, our approach revealed the alpha-2/delta subunit of the voltage-dependent calcium channel complex, CACNA2D2, as a highly overexpressed, super-enhancer driven, direct target of EWSR1::WT1. Single-cell and bulk-level analyses of patient samples and xenografted cell lines highlighted CACNA2D2 as a critical component of our newly established EWSR1::WT1 oncogenic signature, that can be employed to robustly identify DSRCT in reference sets. Finally, we show that CACNA2D2 is a highly sensitive and specific single biomarker for fast, simple, and cost-efficient diagnosis of DSRCT. Collectively, we establish a large-scale multi-omics dataset for this devastating disease and provide a blueprint of how such toolbox can be used to identify new and clinically relevant diagnostic markers, which may significantly reduce misdiagnoses, and thus improve patient care.
Auteurs: Florencia Cidre-Aranaz, F. H. Geyer, A. Ritter, S. Kinn-Gurzo, T. Faehling, J. Li, A. Jarosch, C. Ngo, E. Vinca, K. Aljakouch, A. Orynbek, S. Ohmura, T. Kirchner, R. Imle, L. Romero-Perez, S. Bertram, E. de Alava, S. Postel-Vilnay, A. Banito, M. Sill, Y. M. H. Versleijen-Jonkers, B. F. B. Mayer, M. Ebinger, M. Sparber-Sauer, S. Stegmaier, D. Baumhoer, W. Hartmann, J. Krijgsveld, D. Horst, O. Delattre, P. J. Grohar, T. G. P. Gruenewald
Dernière mise à jour: 2024-07-21 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.07.17.603708
Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.07.17.603708.full.pdf
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
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