Combiner l’épigénétique, la science des données et la collaboration pour faire progresser l’oncologie de précision

Dr Steve Bilodeau

En combinant les renseignements épigénomiques et cliniques à des approches computationnelles avancées, le Dr Steve Bilodeau et ses collaborateurs tentent de mieux comprendre comment le cancer survient et progresse, afin de mettre ces connaissances au service de la personnalisation des soins.

Notre compréhension du cancer a beaucoup évolué au fil des ans. Plutôt que de considérer le cancer comme une maladie statique, les chercheurs le voient maintenant comme un processus dynamique façonné par des facteurs génétiques, épigénétiques, cliniques et liés au traitement. Par conséquent, le cancer de chaque personne peut se développer et réagir au traitement de différentes façons.

Cette complexité est l’une des raisons pour lesquelles les chercheurs se tournent de plus en plus vers l’oncologie de précision, une approche qui utilise des renseignements biologiques, cliniques et relatifs au mode de vie pour orienter les soins en fonction des besoins de chaque personne.

La génétique n’est qu’une partie de l’équation. L’environnement et les comportements peuvent également influer sur le fonctionnement des gènes au moyen de processus que l’on appelle collectivement l’épigénétique. Contrairement aux changements génétiques, qui modifient la séquence d’ADN elle-même, les changements épigénétiques influent sur la façon dont les gènes sont régulés sans modifier la séquence d’ADN. Les modifications chimiques connues sous le nom de marques épigénétiques peuvent activer et désactiver les gènes, ce qui permet aux cellules de produire les protéines dont elles ont besoin pour fonctionner.

Or, les changements dans ces processus de régulation épigénétique peuvent entraîner des maladies. Les facteurs environnementaux et comportementaux, y compris l’exposition aux polluants, le stress et l’alimentation, peuvent influer sur la régulation épigénétique, les anomalies épigénétiques étant liées à la progression du cancer et à d’autres affections.

Pour les chercheurs, le défi n’est pas simplement de cerner ces différentes influences : il faut aussi comprendre comment elles interagissent et modifient l’évolution de la maladie.

« Pour améliorer les résultats sur la santé, il faut d’abord cerner les risques et déterminer l’évolution de la maladie le plus tôt possible. Nos recherches visent à élaborer des modèles prédictifs qui combinent les renseignements génomiques, épigénomiques et cliniques pour mieux comprendre comment les maladies émergent et évoluent », explique le Dr Steve Bilodeau.

Le Dr Bilodeau, professeur à l’Université Laval et chercheur au Centre de recherche du CHU de Québec-Université Laval, étudie les mécanismes transcriptionnels et épigénétiques qui déterminent l’identité cellulaire lors de l’apparition et de la progression du cancer. Travaillant dans un domaine de recherche où la biologie et la science des données se croisent, son équipe examine comment l’organisation de l’ADN dans les cellules et les molécules qui régulent l’activité génétique façonnent ensemble l’identité cellulaire et la maladie.

Les progrès rapides de la technologie ont augmenté de façon spectaculaire la quantité et la diversité de renseignements biologiques dont disposent les chercheurs. L’épigénomique, ou l’étude des changements épigénétiques dans l’ensemble du génome, fournit une autre couche de renseignements sur la régulation des gènes. Combinées à des approches computationnelles avancées, ces données peuvent aider les chercheurs à dégager les tendances et à brosser un tableau plus complet de la façon dont le cancer se forme et évolue au fil du temps.

L’équipe du Dr Bilodeau met au point des approches computationnelles et épigénomiques pour prédire les résultats cliniques à l’aide d’ensembles de données biologiques et cliniques complexes. « Notre travail consiste à faire le pont entre la recherche fondamentale, la recherche translationnelle et la recherche clinique en élaborant des méthodes qui relient les renseignements moléculaires, comme la génétique, l’épigénomique et la transcriptomique unicellulaire et spatiale, aux données cliniques, comme l’imagerie médicale et la pathologie numérique, explique le Dr Bilodeau. En réunissant ces différents points de vue, nous pouvons acquérir une compréhension plus complète de la maladie et accélérer la réalisation de découvertes cliniquement significatives. »

Établir des liens pour faire progresser l’épigénétique au Canada

Pour mettre à profit les découvertes, les chercheurs de toutes les disciplines et de tous les établissements doivent combiner les expertises, les technologies, les données et les points de vue. Cette approche collaborative est au cœur du Consortium canadien de recherche en épigénétique, environnement et santé (CCREES), une initiative pancanadienne financée par les IRSC dont le Dr Bilodeau est un membre actif. Le réseau met en relation des chercheurs de partout au Canada pour renforcer la collaboration en épigénétique et accélérer la transformation des découvertes en applications susceptibles d’améliorer la santé humaine.

Grâce à des réunions scientifiques, à des possibilités de recherche concertée et à des initiatives de formation, le CCREES contribue à bâtir l’expertise multidisciplinaire nécessaire pour faire évoluer le domaine. Le réseau soutient également la prochaine génération de scientifiques au moyen de programmes éducatifs, de bourses de voyage et d’occasions de nouer des liens avec des chercheurs de diverses disciplines et de divers établissements.

La portée du CCREES s’étend en outre à l’échelle internationale grâce à sa participation au International Human Epigenome Consortium (IHEC) (En anglais seulement), une collaboration mondiale qui vise à élaborer des cartes de référence de l’épigénome humain dans le contexte de la santé et de la maladie.

Il ne faut pas oublier que mettre à profit les découvertes, c’est aussi rendre les connaissances accessibles au-delà du milieu de la recherche. Le CCREES produit des articles destinés au public, des ressources éducatives, des balados et du contenu pour les médias sociaux afin de faire connaître l’épigénétique à la population générale. Pour les chercheurs, le réseau offre des ateliers, des webinaires et des possibilités de réseautage sur des sujets émergents, dont l’intelligence artificielle en science et en communication scientifique.

Les points de vue des patients et des soignants sont un autre élément important de ces travaux.

« Les patients et les soignants jouent un rôle important dans l’établissement des priorités et des activités de recherche. Leurs points de vue permettent de s’assurer que les questions de recherche répondent aux besoins réels et que les résultats sont pertinents pour les personnes les plus touchées par les problèmes de santé. Nous considérons les patients et les soignants comme des partenaires dont les expériences concrètes renforcent la qualité, la pertinence et l’influence de notre travail », affirme le Dr Bilodeau.

En combinant les renseignements biologiques et cliniques et en réunissant l’expertise et les points de vue de l’ensemble du milieu de la recherche, le Dr Bilodeau et ses collaborateurs comptent élucider davantage les façons dont le cancer survient, progresse et réagit au traitement.

Leurs recherches visent à améliorer la capacité à anticiper les trajectoires de la maladie et les réactions au traitement. À plus long terme, les approches ainsi créées pourraient améliorer la rapidité et l’exactitude des diagnostics ainsi que la personnalisation des décisions quant aux traitements, ce qui aiderait à rapprocher l’oncologie de précision vers son objectif ultime, à savoir offrir le bon traitement au bon patient au bon moment.

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