Des outils basés sur l'IA identifient le moteur des cellules immunitaires et le facteur génétique protecteur du cancer de l'œsophage

Des outils basés sur l'IA identifient le moteur des cellules immunitaires et le facteur génétique protecteur du cancer de l'œsophage

L'adénocarcinome de l'œsophage (EAC) est un type de cancer qui affecte les glandes sécrétant du mucus de la partie inférieure de l'œsophage. le tube qui relie la gorge à l'estomac. Il s'agit de la forme la plus courante de cancer de l'œsophage et elle est souvent précédée de la métaplasie de Barrett (BE), une modification néfaste des cellules qui tapissent l'œsophage.

Bien que la cause de l'EAC reste incertaine, des mutations cellulaires ont été liées, probablement causées par des facteurs de risque tels que la consommation de tabac ou d'alcool ou des dommages chroniques causés par le reflux gastro-œsophagien, ou RGO. Cependant, le moteur de ces mutations s’est révélé déroutant, en partie parce que l’incidence de l’EAC est disproportionnée : les Afro-Américains sont environ quatre à cinq fois moins susceptibles de développer l’EAC que les Caucasiens. Ils sont également moins susceptibles de souffrir d'EB.

Dans une nouvelle étude publiée le 22 septembre 2022 dans la revue JCI Insight, des chercheurs de la faculté de médecine de l'Université de Californie à San Diego, ainsi que des collègues brésiliens, ont utilisé des outils basés sur l'intelligence artificielle pour déterminer à la fois un type spécifique de cellule immunitaire, le moteur de la maladie, et une variation génétique spécifique connue sous le nom de SNP (polymorphisme nucléotide unique) est connue et agit comme un facteur de protection chez les Afro-Américains.

Les SNP représentent une différence dans un seul élément constitutif de l’ADN appelé nucléotide. On les retrouve généralement dans l’ADN d’une personne. La plupart n’ont aucun impact sur la santé ou le développement, mais certains sont associés à une maladie lorsque les variations sont partagées par de nombreuses personnes également prédisposées à cette maladie.

L'équipe est dirigée par les co-auteurs Pradipta Ghosh, MD, professeur aux départements de médecine et de médecine cellulaire et moléculaire de l'École de médecine de l'UC San Diego, et Debashis Sahoo, PhD, professeur agrégé aux départements de pédiatrie de l'UC San Diego. La Jacobs School of Engineering de l'École de médecine et d'informatique de l'UC San Diego a utilisé l'intelligence artificielle et l'apprentissage automatique pour identifier la progression de BE à EAC. dans différents types de cellules et tissus et ont confirmé leurs résultats à l'aide d'organoïdes, de biopsies des patients et d'une sous-étude transversale de 113 personnes atteintes de BE et d'EAC.

Les travaux ont confirmé que tous les EAC sont dérivés du BE et ont identifié le rôle de la version des neutrophiles, un globule blanc qui agit comme la première ligne de défense du système immunitaire, en tant que moteur de la transformation cellulaire dans les EAC et l'adénocarcinome de la jonction gastro-œsophagienne, un cancer de l'œsophage rare qui survient à la jonction entre l'œsophage et l'estomac.

Le pronostic des deux types de cancer est sombre ; le taux de survie globale à 5 ans est inférieur à 20 pour cent.

"Ce pilote de neutrophiles était important chez les Caucasiens mais significativement absent chez les Afro-Américains", a déclaré Sahoo. "À l'inverse, les SNP associés à des changements ethniques dans le nombre absolu de neutrophiles, tels que la neutropénie ethnique bénigne, caractérisée par un nombre plus faible de neutrophiles mais sans risque accru d'infection, sont courants chez les individus d'ascendance africaine et peuvent avoir un effet dissuasif pour empêcher l'EB de devenir EAC."

Les auteurs ont déclaré que les résultats sont importants car ils retracent le continuum cellulaire depuis la maladie précancéreuse (BE) jusqu'au cancer et clarifient le rôle des neutrophiles et la variation génétique selon l'origine ethnique.

Un défi majeur en génétique consiste à comprendre comment les modifications de l’ADN entraînent des changements observables dans un organisme. « Dans ce cas, nous avons constaté qu’un SNP qui réduit le nombre total de neutrophiles en circulation chez les Afro-Américains les protège également des EAC, un cancer dont la progression est contrôlée par les neutrophiles. »

Pradipta Ghosh, MD, professeur, départements de médecine et médecine cellulaire et moléculaire, faculté de médecine de l'UC San Diego

Ghosh et ses collègues sont prudemment optimistes quant au fait que des thérapies ciblées sur les neutrophiles pourraient émerger comme immunothérapies potentielles dans les EAC. Elle a déclaré que les chercheurs continueraient d’étudier ces possibilités.

L'étude a été menée par une équipe internationale de gastro-entérologues, de bioinformaticiens et d'experts en biologie du précancer et en génétique du cancer, réunis sous l'égide de l'Institut de médecine de réseau de l'École de médecine de l'UC San Diego. L'institut soutient plusieurs programmes transdisciplinaires qui utilisent des réseaux biologiques créés avec des outils d'IA du Center for Precision Computational Systems Network pour cartographier des zones de maladies inconnues.

Source:

Université de Californie – San Diego

Référence:

Ghosh, P., et coll. (2022) Découverte assistée par l'IA d'un moteur de transformation cellulaire influencé par l'origine ethnique dans les adénocarcinomes de la jonction œsophagienne et gastro-œsophagienne. Aperçu JCI. doi.org/10.1172/jci.insight.161334.