Une étude « multi-omique » révèle un changement épigénétique de l’ADN associé au risque de cancer

Une équipe de recherche codirigée par des chercheurs du centre médical de l’université Vanderbilt et de l’université de Virginie a identifié des associations entre la méthylation de l’ADN et le risque de cancer. La méthylation de l’ADN est un changement épigénétique (l’ajout de « groupes méthyles » à l’ADN) qui peut affecter l’expression des gènes sans modifier la séquence de l’ADN. La plupart des méthylations de l’ADN se produisent sur les sites CpG du génome.

La nouvelle étude, publiée dans la revue Nature Communicationsidentifie 4 248 sites CpG associés au risque de sept types différents de cancer : cancer du sein, colorectal, des cellules rénales, du poumon, de l’ovaire, de la prostate et des cellules germinales testiculaires.

« Ces résultats font progresser considérablement notre compréhension de l’interaction entre la génétique, l’épigénétique et l’expression des gènes dans l’étiologie du cancer », a déclaré Qiuyin Cai, MD, Ph.D., co-auteur correspondant de la nouvelle étude avec Jirong Long, Ph.D., et Yaohua Yang, Ph.D. Cai et Long sont tous deux professeurs de médecine à la division d’épidémiologie du VUMC ; Yang est professeur adjoint de sciences de la santé publique à l’université de Virginie.

Bien que les études d’association pangénomique (GWAS) aient identifié plus de 1 000 variantes génétiques courantes (changements dans la séquence d’ADN) associées au risque de cancer, bon nombre de ces variantes se situent dans des régions du génome qui ne codent pas pour des protéines. Cela pose un défi pour identifier les gènes cibles de ces variantes génétiques et explorer la manière dont elles influent sur la fonction cellulaire et contribuent au développement du cancer.

Cai, Long et leurs collègues ont déjà identifié des niveaux de méthylation de l’ADN dans des échantillons de sang associés à un risque de cancer. Ils étendent désormais leurs études aux tissus concernés par le cancer.

En utilisant des données de méthylation de l’ADN dans des tissus normaux et des données génétiques appariées provenant de donneurs sans cancer du consortium Genotype-Tissue Expression, ils ont développé des modèles génétiques pour prédire les niveaux de méthylation de l’ADN sur les sites CpG à travers le génome pour sept tissus.

Les chercheurs ont ensuite appliqué leurs modèles de prédiction aux données GWAS correspondantes pour les cancers des sept types de tissus afin de déterminer les associations entre les niveaux de méthylation de l’ADN génétiquement prédits et le risque de cancer.

Parmi les 4 248 sites CpG associés au risque de cancer, 95 % étaient spécifiques à un type de cancer particulier.

Pour les sites CpG associés au cancer, les chercheurs ont mené des analyses « multi-omiques » intégratives des données méthylomiques, transcriptomiques, génomiques et GWAS sur le cancer de l’ADN pour explorer si les niveaux de méthylation de l’ADN affectent le risque de cancer en modulant l’expression des gènes voisins.

Ces études ont révélé que les niveaux de méthylation de l’ADN sur 309 sites CpG distincts pourraient influencer le risque de cancer en régulant l’expression de 205 gènes uniques.

« Nos résultats soulignent l’efficacité de l’intégration multi-omique et améliorent notre compréhension du rôle critique de la génétique et de l’épigénétique dans le développement du cancer », a déclaré Long.