Épigénétique et cancer

La méthylation dans tous ses états

Epigenetics and cancer: the role of DNA methylation

Université de Rennes, Inserm, EHESP, Irset (Institut de recherche en santé, environnement et travail) UMR_S 1085, Rennes, France

^* charlotte.proudhon@inserm.fr

Résumé

Les altérations des profils de méthylation de l’ADN sont retrouvées dans les cellules cancéreuses, combinant une hypométhylation globale du génome avec une hyperméthylation de régions spécifiques, telles que les îlots CpG, normalement non méthylés. Des effets moteurs dans le développement du cancer ont été associés à certaines régions modifiées par la méthylation de l’ADN, induisant par exemple la répression de gènes suppresseurs de tumeur ou l’activation d’oncogènes et de rétrotransposons. Ces altérations représentent des candidats de premier plan pour le développement de marqueurs spécifiques pour la détection, le diagnostic et le pronostic du cancer. En particulier, ces marqueurs, distribués le long du génome, représentent une mine d’informations qui offre des perspectives d’innovation en biopsie liquide, notamment grâce à l’émergence de l’intelligence artificielle à visée diagnostique. Ceci pourrait lever les verrous liés aux sensibilités et spécificités qui restent encore limitées pour les applications les plus difficiles en oncologie : la détection des cancers à un stade précoce, le suivi de la maladie résiduelle et l’analyse des tumeurs cérébrales. Le ciblage des processus enzymatiques qui contrôlent l’épigénome offrent en outre de nouvelles stratégies thérapeutiques qui pourraient remédier aux anomalies de régulation de ces épigénomes altérés.

Abstract

Alterations in DNA methylation profiles are typically found in cancer cells, combining genome-wide hypomethylation with hypermethylation of specific regions, such as CpG islands, which are normally unmethylated. Driving effects in cancer development have been associated with alteration of DNA methylation in certain regions, inducing, for example, the repression of tumor suppressor genes or the activation of oncogenes and retrotransposons. These alterations represent prime candidates for the development of specific markers for the detection, diagnosis and prognosis of cancer. In particular, these markers, distributed along the genome, provide a wealth of information that offers potential for innovation in the field of liquid biopsy, in particular thanks to the emergence of artificial intelligence for diagnostic purposes. This could overcome the limitations related to sensitivities and specificities, which remain too low for the most difficult applications in oncology: the detection of cancers at an early stage, the monitoring of residual disease and the analysis of brain tumors. In addition, targeting the enzymatic processes that control the epigenome offers new therapeutic strategies that could reverse the regulatory anomalies of these altered epigenomes.