L'épigénétique dévoilée
Les recherches dans le domaine de l'épigénétique comprennent l'étude de la façon dont les profils d'expression génique définis au cours du développement peuvent être maintenus et transmis aux cellules de la descendance. En outre, la façon dont l'expression génique peut changer au cours de la différenciation cellulaire et la façon dont les gènes réagissent aux facteurs environnementaux au cours de la durée de vie d'un organisme sont des facteurs importants. Des preuves croissantes relient les mécanismes épigénétiques à une variété de maladies et de troubles, y compris les maladies auto-immunes et les troubles neurodégénératifs, ainsi que des signaux environnementaux et la nutrition qui influencent fortement les processus épigénétiques. En outre, des modifications épigénétiques ont été identifiées dans de nombreux cancers, dans le diabète et même dans certaines maladies infectieuses. Par conséquent, la recherche épigénétique a identifié une pléthore de nouvelles cibles thérapeutiques, donnant la promesse du développement de nouvelles interventions thérapeutiques. À la suite de l'identification des régulateurs épigénétiques clés, il est nécessaire de comprendre leurs relations fonctionnelles dynamiques et complexes au niveau de l'organisme. Ceci étant, le réseau d'excellence EPIGENESYS (Epigenetics towards systems biology), financé par l'UE, visait à établir un cadre pour le développement et le partage d'outils, de ressources et de connaissances de manière à intégrer l'épigénétique dans la biologie des systèmes, une discipline qui étudie les interactions dynamiques de plusieurs facteurs en même temps, intégrant les analyses de calcul de pointe. Les chercheurs ont étudié les interactions entre les régulateurs épigénétiques avec la chromatine, la forme conditionnée de l'ADN dans les cellules, et comment les modifications épigénétiques sont établies, maintenues et effacées. Ils ont découvert des cas où des modifications post-traductionnelles des histones sur nucléosomes, l'unité de conditionnement de base de la chromatine, peuvent agir en tant que marques épigénétiques héritables. En outre, le réseau d'excellence était particulièrement intéressé à élucider la manière dont les mécanismes épigénétiques se dérégulent dans la maladie et pour modéliser mathématiquement les évènements de signalisation dans des situations normales et perturbées. Ils ont constaté que certaines marques épigénétiques étaient très dynamiques dans le processus de vieillissement, et ont joué un rôle crucial dans la régulation de l'expression des gènes sur la durée de vie. En appliquant des approches de biologie des systèmes à haute production, les scientifiques d'EPIGENESYS ont déchiffré avec succès les aspects clés de la diaphonie entre le génome et l'épigénome dans divers organismes modèles. Ils ont également utilisé des ensembles de données et des outils pour modéliser des états épigénétiques sur le génome entier et des réseaux de régulation. Comme la régulation positive et négative de la transcription requiert le remodelage de la chromatine via les modifications des histones et de l'ADN, le consortium du projet a étudié comment l'environnement, le stress, l'état métabolique et les facteurs de croissance signalent à l'épigénome d'induire de nouveaux programmes d'expression des gènes. Dans l'ensemble, le projet EPIGENESYS a présenté des connaissances fondamentales sans précédent sur le rôle des modifications épigénétiques dans la santé et la maladie. Comme la structure de la chromatine influence l'accessibilité de divers médicaments anticancéreux, la compréhension de sa dynamique est cruciale pour le choix des traitements et pour comprendre les mécanismes conduisant à des mécanismes de résistance. En outre, de nouveaux biomarqueurs pour la réponse et la résistance aux médicaments et pour la classification des sous-types de cancer ont été identifiés; ils présentent un grand potentiel pour être traduits en utilisations cliniques.
Mots‑clés
Épigénétique, cancer, nutrition, EPIGENESYS, biologie des systèmes
