Également connue sous le nom de Ribo-seq, cette méthode permet aux chercheurs d’obtenir un instantané haute résolution de la production de protéines dans les cellules.

Ribo-seq a le potentiel de faire progresser la recherche sur le cancer, mais bon nombre des découvertes permises par Ribo-seq offrent une vision non traditionnelle de l’endroit et de la manière dont la production de protéines pourrait avoir lieu.

En tant que tel, les scientifiques doivent d’abord vérifier que ces régions codent pour les protéines.

Un outil pour la recherche contre le cancer

« Ribo-seq a suscité un intérêt majeur pour son utilisation dans l’étude de la production de protéines dans les cellules cancéreuses afin d’identifier des protéines anormales spécifiques comme cibles pour l’immunothérapie ou d’autres approches thérapeutiques », a déclaré John Prensner, MD, Ph.D. neuro-oncologue pédiatrique à l’hôpital pour enfants CS Mott de l’Université du Michigan Health et chercheur au Michigan Medicine Chad Carr Pediatric Brain Tumor Center.

Le traitement d’immunothérapie active le système immunitaire du patient pour détruire les cellules cancéreuses. Il ne présente pas les effets secondaires toxiques de la chimiothérapie, comme les nausées, les vomissements et la perte de cheveux, ce qui en fait un traitement hautement souhaitable pour les patients admissibles.

Actuellement, l’immunothérapie n’est disponible que pour certains cancers.

Les tumeurs produisant un grand nombre de protéines présentant des mutations facilement identifiables sont compatibles avec l’immunothérapie.

Des médicaments ont été développés pour cibler ces protéines afin de libérer le système immunitaire contre les cellules cancéreuses.

Les scientifiques espèrent utiliser Ribo-seq comme outil pour comprendre les protéines produites par les cellules cancéreuses afin d’étendre le succès de l’immunothérapie à un plus grand nombre de patients atteints de cancer.

Enquête sur les machines à protéines

La production d’une protéine nécessite deux étapes : la transcription et la traduction. Ribo-seq se concentre sur la deuxième étape de la traduction.

Lors de la transcription, la cellule prend le modèle principal d’ADN et fait une copie des instructions génétiques appelées ARN messager ou ARNm.

L’ARN messager est ensuite transféré vers un ribosome, une petite usine de protéines située dans la cellule, pour démarrer le processus de traduction.

Le ribosome traduit les instructions pour relier les acides aminés entre eux pour former une protéine.

Dans le passé, les chercheurs ont utilisé le séquençage de l’ARN ou RNA-seq pour identifier les gènes activés pour fabriquer des protéines dans un échantillon de tissu donné, explique Prensner.

Par exemple, l’ARN-seq pourrait être utilisé pour identifier les gènes qu’une cellule cancéreuse utilise pour fabriquer des protéines et identifier toute mutation dans ces protéines.

L’ARN-seq est un indicateur du processus de traduction, mais plusieurs facteurs peuvent modifier les résultats. Ribo-seq analyse le processus de traduction, donnant une image plus claire du rythme et du lieu de traduction.

Collaboration pour améliorer les bases de données

Lorsque les scientifiques reçoivent pour la première fois les résultats d’un séquençage génétique, pour donner un sens à la longue liste de lettres, ils doivent aligner la séquence génétique sur un génome de référence.

Les génomes de référence sont une base de données numérique d’une représentation acceptée de la séquence génétique d’un organisme.

Si un scientifique étudie la biologie du cancer dans le génome humain, il utilisera une séquence de référence du génome humain comme comparaison standard avec la séquence génétique générée dans son étude pour en savoir plus sur la fonction.

Actuellement, les bases de données de référence sur le génome humain ne sont pas bien équipées pour reconnaître les résultats du Ribo-seq. Le manque de standardisation inhibe l’utilisation de Ribo-seq pour la communauté mondiale de recherche.

Pour remédier à cela, Prensner, dont le laboratoire se concentre sur la base moléculaire des cancers du cerveau pédiatriques, s’est associé à un groupe international de chercheurs pour lancer un projet visant à améliorer les bases de données de référence du génome humain pour l’utilisation du Ribo-Seq.

Au cours de la phase I du projet, cette équipe d’organismes de recherche a produit un catalogue standardisé de 7 264 cadres de lecture ouverts Ribo-seq – des fragments d’ADN codant pour des protéines – qui est mis gratuitement à la disposition des scientifiques du monde entier. Bien qu’il s’agisse d’un bon début, ce catalogue nécessite un examen plus approfondi pour répondre à une question cruciale pour la communauté des chercheurs : combien de ces cadres de lecture ouverts produisent réellement un produit protéique ?

Résultats du recoupement

Prensner a dirigé un effort de recherche visant à intégrer les techniques Ribo-Seq et protéomique, méthodes de laboratoire permettant de confirmer la présence d’une protéine dans une cellule, afin d’accroître la confiance des chercheurs quant à savoir si ces cadres de lecture ouverts Ribo-Seq produisent des protéines.

Les résultats sont publiés dans Protéomique moléculaire et cellulaire.

L’équipe de recherche propose un cadre pour normaliser les niveaux de preuve pour ces régions codantes pour les protéines nouvellement identifiées.

Les classifications varient de « protéine candidate » avec les preuves à l’appui requises les plus solides à « détectée » avec les preuves à l’appui les moins requises.

« Nous pensons que cette terminologie commune et ces ressources de bases de données partagées réduiront la confusion et amélioreront la précision de la recherche sur ces cadres de lecture ouverts identifiés par Ribo-Seq », a déclaré Prensner.

Des bases de données améliorées permettront des interprétations plus précises du séquençage des gènes et favoriseront des connaissances sur le cancer ainsi que sur tous les aspects de la biologie humaine pour les années à venir.