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Le poisson-zèbre, un modèle d’étude pour le cancer

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Le poisson-zèbre serait un meilleur modèle animal du cancer que la souris. Il développerait un nombre anormal de chromosomes dans les cellules tumorales, tout comme l'homme. Cette similarité pourrait permettre d'identifier de nouveaux gènes impliqués dans le cancer.

Le poisson-zèbre développe des formes de cancer similaires à celles des humains. © Wikimedia Commons

Le poisson-zèbre est déjà remarquable par sa capacité de régénération. Il pourrait aussi le devenir en remplaçant les souris dans les laboratoires de recherche sur le cancer. En effet, une équipe de scientifiques du Massachusetts institute of technology (MIT) a découvert que ce poisson développait le cancer d'une façon proche de celle des humains, un processus absent chez la majorité des modèles murins génétiquement modifiés pour développer des cancers.

En effet, de nombreux cancers chez l'homme sont caractérisés par ce que l'on appelle l'aneuploïdie, c'est-à-dire un nombre anormal de chromosomes au sein de la cellule. Habituellement, dans une cellule saine diploïde, le nombre de chromosomes est fixe : chacun de nous possède 46 chromosomes, soit 23 paires. 

En général, si le nombre de chromosomes n'est pas correct, la cellule ne peut vivre, mais on connaît des exceptions. La trisomie 21 (trois chromosomes 21 au lieu de deux) est un exemple d'aneuploïdie totale (toutes les cellules de l'organisme sont touchées). D'autres trisomies en revanche ne permettent pas le développement du fœtus, qui meurt bien avant la naissance.

L'aneuploïdie ponctuelle est aussi néfaste pour l'organisme. Certains gènes surreprésentés ou au contraire absents dérégulent le cycle cellulaire et entraînent une prolifération des cellules, ou cancer. Le processus d'apparition de l'aneuploïdie est encore peu compris, mais il est supposé qu'elle a pour origine une répartition incorrecte des chromosomes dans les cellules filles lors de la division cellulaire.

Les poissons-zèbres risquent de remplacer les souris dans les laboratoires de recherche sur le cancer et en ont déjà colonisé certains. © Patrick Gillooly

L'aneuploïdie, chez eux comme chez nous

Au cours de précédents travaux de Nancy Hopkins, l'une des scientifiques du MIT, une nouvelle classe d'oncogènes avait pu être mise en évidence grâce à l'étude des gènes impliqués dans le développement embryonnaire des poissons-zèbres. En effet, certains de ces gènes, codant pour des protéines ribosomiques, semblaient aussi être impliqués dans l'apparition de tumeurs.

Pour aller plus loin sur la compréhension du cancer chez ce poisson, les chercheurs ont alors utilisé la technique de la puce d'hybridation génomique comparative. Elle consiste en la comparaison du nombre de chromosomes entre des cellules saines et des cellules cancéreuses et peut donc mettre en évidence une aneuploïdie. Grâce à l'hybridation de sondes fluorescentes, les couleurs de chaque région de chromosomes sont différentes en fonction du ratio. Si l'ADN est coloré en jaune, le ratio est égal à 1 et il n'y a donc pas d'aneuploïdie. Si l'ADN est coloré en vert ou en rouge, cela révèle soit une augmentation soit une diminution du nombre de chromosomes.

Les chercheurs ont de cette manière pu montrer la présence d'aneuploïdie chez le poisson-zèbre. De plus, si chaque tumeur possède une aneuploïdie différente, des profils particuliers sont récurrents, indiquant que certains chromosomes ont tendance à être surreprésentés. En plus des chromosomes entiers, certaines régions chromosomiques sont aussi particulièrement affectées. Ces caractéristiques, publiées dans le journal Proceedings of the National Academy of Sciences, sont très similaires à celles des tumeurs humaines.

La prochaine étape sera d'identifier les gènes, retrouvés sur ces régions particulières, communs aux poissons et aux hommes. La recherche sera certainement facilitée par le fait que les deux organismes sont entièrement séquencés. De nouveaux gènes impliqués dans le développement ou la progression de tumeurs seront certainement bientôt décrits.