Un nouveau marqueur pourrait contribuer à la sélection de patients atteints d’un carcinome ovarien de stade I à haut risque pour une chimiothérapie adjuvante et de patients atteints d’un carcinome de l’endomètre à faible risque pour une chirurgie moins poussée.
L’organisation de la chromatine affecte l’expression des gènes et contribue au développement du cancer. Il a déjà été montré que la quantification automatique de l’hétérogénéité de la chromatine peut être appliquée pour identifier les patients présentant un risque accru de récidive et de décès du cancer dans plusieurs types de cancer.
L’Institut de génétique et d’informatique du cancer (ICGI) est un département de l’hôpital universitaire d’Oslo. Une équipe conjointe de chercheurs, de développeurs et de personnel de laboratoire développe depuis plus de 15 ans des méthodes susceptibles d’améliorer le diagnostic du cancer en combinant biomédecine et informatique. Ces dernières années, nous nous sommes concentrés sur l’utilisation de nouvelles technologies, souvent appelées apprentissage automatique ou intelligence artificielle (IA).
Des chercheurs et collaborateurs de l’institut ont récemment publié un article dans Cancers, étudiant le rôle pronostique de la diversité des compartiments de la chromatine dans les carcinomes gynécologiques. La diversité a été quantifiée en utilisant l’entropie des tailles des compartiments de chromatine et des densités optiques dans les compartiments. La valeur pronostique du nouveau marqueur était liée à l’hétérogénéité de la chromatine et aux classifications des risques pathologiques.
Selon le premier auteur des articles, Andreas Kleppe, l’étude indique qu’une analyse plus directe des compartiments de la chromatine dans les noyaux des cellules cancéreuses pourrait fournir un marqueur pronostique plus précis que des analyses purement statistiques de l’hétérogénéité de la chromatine.
Les marqueurs basés sur l’analyse de l’organisation de la chromatine dans les noyaux des cellules cancéreuses semblent améliorer la prédiction de la récidive et de la mort par cancer gynécologique au-delà de ce qui est possible avec les marqueurs actuellement utilisés dans la pratique clinique. Cela suggère que nous pouvons utiliser l’analyse de l’organisation de la chromatine pour adapter le traitement des patients atteints d’un cancer gynécologique. Cela pourrait réduire le sur-traitement des patients avec un bon pronostic et permettre d’intensifier le traitement des patients avec un mauvais pronostic, dit Kleppe.
Marqueurs pronostiques pan-cancéreux
En 2018, des chercheurs de l’Institut de génétique et d’informatique du cancer de l’hôpital universitaire d’Oslo et des associés ont utilisé l’analyse statistique de la texture des noyaux de cellules cancéreuses colorés pour l’ADN pour développer un marqueur pronostique pan-cancéreux de l’hétérogénéité de la chromatine. L’étude a été publiée dans L’oncologie de Lancet et a montré le potentiel des algorithmes d’apprentissage automatique pour estimer le pronostic des cancers établis.
Des algorithmes d’apprentissage automatique ont analysé l’organisation de la chromatine dans 461 000 images de noyaux de cellules tumorales colorées pour l’ADN de 390 patients (cohorte de découverte) traités pour un cancer colorectal de stade I ou II à l’hôpital universitaire Aker (Oslo, Norvège). Le marqueur résultant de l’hétérogénéité de la chromatine, appelé Nucléotypage, a ensuite été validé indépendamment dans six cohortes de patients: 442 patients atteints d’un cancer colorectal de stade I ou II dans l’étude Gloucester Colorectal Cancer Study (Royaume-Uni); 391 patients atteints d’un cancer colorectal de stade II dans l’essai QUASAR 2; 246 patientes atteintes d’un carcinome ovarien de stade I; 354 patients atteints de sarcome utérin; 307 patients atteints d’un carcinome de la prostate; et 791 patients atteints d’un carcinome de l’endomètre. Dans toutes les cohortes, les tumeurs hétérogènes de chromatine étaient associées à une pire survie spécifique au cancer.
La même année, Birgitte Nielsen, Kleppe et leurs collègues ont appliqué des algorithmes d’apprentissage automatique pour détecter des noyaux uniques avec une entropie chromatinienne élevée dans les cancers gynécologiques. L’étude a été publiée dans le Journal de l’Institut national du cancer et a constaté que la plupart des patients avaient moins de 25% de noyaux avec une entropie de chromatine élevée. Cependant, les 10 à 15% des patients avec une proportion plus élevée de noyaux avec une entropie de chromatine élevée avaient significativement plus de récidives et de décès par cancer.
Analyse des compartiments de chromatine
La nouvelle étude s’appuie sur ces résultats et rapporte des analyses de deux cohortes composées de 1037 patients atteints d’un carcinome gynécologique. La valeur pronostique de la diversité des compartiments de la chromatine était modérément fortement corrélée à la valeur pronostique de l’hétérogénéité de la chromatine. Le nouveau marqueur a complété les marqueurs cliniques et pathologiques établis, ajoutant des informations pronostiques qui identifiaient les patients présentant plus de deux fois le risque de développer une récidive du cancer et la mort.
L’intégration du nouveau marqueur avec les classifications de risque pathologique a donné trois groupes de risque avec des pronostics nettement différents. Ce marqueur combiné pourrait fournir un moyen de sélectionner de manière plus appropriée les patientes atteintes d’un cancer de l’ovaire de stade I à haut risque pour une chimiothérapie adjuvante et d’identifier en préopératoire les patientes de carcinome de l’endomètre à faible risque qui sont candidates pour une chirurgie moins étendue.
Prédit la récidive et la mort
Kleppe dit que les résultats s’ajoutent aux découvertes précédentes qui ont indiqué que les analyses de l’organisation de la chromatine dans les noyaux des cellules cancéreuses peuvent prédire la récidive et la mort d’un cancer gynécologique.
La nouveauté de cette étude est que la réorganisation de la chromatine est plus directement liée aux compartiments de la chromatine. En particulier, l’augmentation du nombre et de la taille des compartiments de chromatine faiblement et fortement condensés indique un pire pronostic.
Le Dr Andreas Kleppe est chercheur à l’ICGI et professeur associé adjoint au Département d’informatique de l’Université d’Oslo. Ses intérêts de recherche incluent l’application de l’apprentissage automatique aux diagnostics et pronostics du cancer.
La source:
Institut de génétique et d’informatique du cancer, hôpital universitaire d’Oslo
Référence du journal:
Kleppe, A., et al. (2020) Valeur pronostique de la diversité des compartiments de chromatine nucléaire dans les carcinomes gynécologiques. Cancers. doi.org/10.3390/cancers12123838.
