L’Épigénétique au service de la médecine personnalisée du cancer
François Fuks

Approche innovante de séquençage à haut débit: Pour une révolution clinique.

Dernières nouvelles

  • Travaux publiés dans Science Advances
  • Le Prof.François Fuks organise avec le Prof. Anne Brunet (Stanford) organisent la prochaine réunion de la Federation of American Societies for Experimental Biology (sept.2018, Firenze).
  • Le Prof.François Fuks organise avec le Prof. Anne Brunet (Stanford) le prochain symposium Keystone sur l’Epigénétique du cancer
  • Le Prof. François Fuks a découvert avec le Prof. Christos Sotiriou (Institut Jules Bordet), une signature qui améliore le diagnostic des cancers du sein en quantifiant les cellules immunitaires dans les tumeurs (Journal of Clinical Investigation, juillet 2017)
  • Le Prof. François Fuks est un des trois lauréats du Prix Gaston Ithier 2017 pour ses recherches sur le développement d’outils diagnostiques du cancer mammaire basés sur le séquençage à haut débit de certaines variations épigénétiques.
  • Amélioration de la personnalisation des traitements des cancers du sein: le Pr. François Fuks identifie 215 longs ARN non-codants exprimés de manière aberrante dans des tumeurs mammaires (Science Advances, 2 sept. 2016)
  • Première: la laboratoire du Prof. Fuks lève le voile sur le rôle clef joué par une des lettres de l’ARN, hmC. Cette découverte aide à mieux comprendre des maladies telles que le cancer (Science, 14 janv. 2016)

Biographie

Né en 1970. Docteur en Biologie Moléculaire (ULB et Heidelberg, Allemagne), Master en Sciences (ULB). Post-Doc au Gurdon Institute (Université de Cambridge). Directeur de l’ « ULB-Cancer Research Center » (U-CRC), Directeur du Laboratoire d’Épigénétique du Cancer (Erasme-ULB), Professeur à la Faculté de Médecine (ULB).

Plus d'infos

Projet

1. L’ÉPIGÉNÉTIQUE, UN OUTIL DIAGNOSTIQUE POUR TRAITER LES CANCERS DE FAÇON OPTIMALE

Un des défis majeurs de l’oncologie réside dans l’amélioration des diagnostics et du choix des traitements.

En effet, un même type de cancer peut fortement varier d’une patiente à une autre, en termes d’agressivité et d’efficacité du traitement. Il est donc primordial d’identifier chaque tumeur pour sélectionner la thérapie optimale.

Face à ce défi, l’avènement des technologies de séquençage à haut-débit amène la médecine à un tournant de son histoire. Il est désormais possible d’aller au-delà des marqueurs génétiques classiques et d’interroger une nouvelle catégorie de marqueurs basés sur de petites modifications chimiques de l’ADN : les marqueurs « épigénétiques ».

2. DE NOUVEAUX OUTILS DIAGNOSTIQUES CLINIQUES SONT NÉCESSAIRES POUR TRAITER LES CANCERS

Le cancer est un fléau mondial avec, chaque année,  plus de 14 millions de nouveaux cas et 8 millions de décès liés à la maladie. A ce jour, peu de marqueurs pronostiques ont été validés en clinique, et la thérapie de base comporte souvent des traitements (chimiothérapie ou radiothérapie) qui sont particulièrement lourds pour les patients.

Il y a donc un réel besoin de nouveaux outils diagnostiques pour les cliniciens afin de les aider dans la prise en charge des personnes atteintes de cancer. L’épigénétique, peut apporter une solution à ce problème.

L’épigénétique s’intéresse aux mécanismes de régulation des gènes n’impliquant pas la séquence de l’ADN (composée des 4 lettres A,T,G,C).

Actuellement, la connaissance des modifications chimiques dites « épigénétiques » prend une place de plus en plus importante en oncologie.

Ainsi la méthylation de l’ADN, aussi dénommée « 5e lettre » du génome, est étudiée depuis de nombreuses années dans le cadre des cancers. Des médicaments inhibant la méthylation de l’ADN sont désormais utilisés dans le cadre du traitement de certaines leucémies.

Récemment, une « 6e lettre » a été mise en évidence : l’hydroxyméthylation de l’ADN (ou hmC). Cette dernière met en lumière une nouvelle dimension de notre génome et représente d’ores et déjà une véritable révolution en sciences biomédicales.

Elle ouvre notamment des possibilités inédites en oncologie puisque que, tout comme la méthylation, la 6e lettre est impliquée dans le cancer et pourrait bien fournir les nouveaux marqueurs tant attendus par les cliniciens. L’objectif de notre projet est donc de mettre à profit la lecture de l’hydroxyméthylation de l’ADN pour identifier de nouveaux biomarqueurs pour le cancer, et ce dans le but d’améliorer la prise en charge des patients.

3. DE NOUVEAUX BIOMARQUEURS, UNE RÉVOLUTION POUR L’ONCOLOGIE

Malgré les progrès considérables de ces dernières années en oncologie, les cliniciens sont encore malheureusement confrontés au manque d’outils diagnostiques fiables et d’option thérapeutique adaptée à chaque patient.

Or, la connaissance du type exact de cancer et du risque de récurrence conditionne le choix de la thérapie et du traitement.

Dans ce contexte, le développement de nouvelles technologies, et en particulier du séquençage à haut débit, ouvre de nouvelles perspectives en termes de biomarqueurs.

Il est désormais possible d’investiguer l’ensemble du génome à la recherche d’altérations liées au cancer. Parmi ces altérations, il y a bien sûr des mutations de l’ADN mais aussi des altérations épigénétiques.

Notre projet repose sur l’hypothèse selon laquelle les tumeurs présentent des altérations dans leur profil hmC.

Nous voulons dès lors identifier ces altérations, et les exploiter comme biomarqueurs afin de mettre au point un test original pour le diagnostic du cancer. Cette marque n’ayant jamais été exploitée dans un but clinique, il s’agira d’une première en oncologie.

4. UNE TECHNOLOGIE POUR CARTOGRAPHIER LES CANCERS DU SEIN

La technologie à la base du présent projet est le séquençage à haut débit de l’hydroxy-méthylation de l’ADN, dite « hmC-Seq ».

Le laboratoire d’Epigénétique du Cancer est le seul en Belgique à maîtriser cette technologie d’hmC-Seq. Etant donné notre expertise dans le cancer du sein, notre étude sera initiée dans ce type de tumeurs.

D’autres cancers, tels que le mélanome, le cancer colorectal ou le cancer de la prostate, seront ensuite analysées. Concrètement, 100 tumeurs du sein seront cartographiées par hmC-Seq afin d’identifier des marques d’hydroxyméthylation différentielles.

En outre, dans le but d’une utilisation clinique, il sera impératif d’adapter la technologie aux échantillons disponibles en routine à l’hôpital : les tissus « FFPE » (fixées au formaldéhyde et enrobées de paraffine, ce traitement rendant l’analyse de l’ADN plus difficile) et le sérum des patientes (qui contient de l’ADN circulant de cellules tumorales et qui constituerait un échantillon idéal en vue d’un test non invasif pour un diagnostic précoce). Il sera donc nécessaire d’optimiser le hmC-Seq à ces deux types d’échantillons, en plus des tissus tumoraux frais.

Le cancer du sein est de loin le plus fréquent chez la femme et représente un fléau mondial. Chaque année, 1,5 M de nouveaux cas sont constatés dans le monde dont 10.000 en Belgique

5. RÉPONDRE AU MIEUX AUX BESOINS DES MÉDECINS CLINICIENS

A terme, notre projet devrait conduire à la mise en place d’un service inédit et original de diagnostic moléculaire,  directement transposable en clinique, et ce dans le cadre du cancer du sein dans un premier temps et d’autres cancers par la suite

En conclusion, ce projet à la pointe des défis actuels en oncologie vise à exploiter une technologie innovante, le hmC-Seq, et faciliter son utilisation pour la première fois dans un cadre clinique.

Notre travail est en parfait accord avec les défis internationaux actuels dans le domaine de l’oncologie et devrait répondre à une attente réelle des cliniciens. Combiné aux autres approches déjà existantes (profilage génétique, imagerie médicale,…), le profilage de l’hydroxyméthylation s’inscrit dans une optique de plus en plus actuelle de médecine personnalisée où chaque patiente recevra un traitement sur mesure.

 6. LABORATOIRE D’ÉPIGÉNÉTIQUE DU CANCER

Le Laboratoire d’Épigénétique du Cancer dirigé par le Prof. Fuks est reconnu comme étant le laboratoire phare en Belgique dans le domaine de l’épigénétique. Le laboratoire d’Épigénétique du Cancer s’intègre dans l’ULB Cancer Research Center Centre (U-CRC) qui est également dirigé par le Pr. Fuks.

L’équipe du Prof. Fuks s’est illustré internationalement dans la compréhension des mécanismes épigénétiques impliqués dans le cancer (e.g. Fuks et al., Nature Genetics 2000; Di Croce et al., Science 2002 ; Hughes-Davies et al, Cell 2003 ; Viré et al., Nature 2006 ; Villa et al., Cancer Cell 2007 ; Fuks, Nature 2010 ; Deplus et al., Cell Reports 2014).

En relation directe avec le présent projet, l’équipe a joué un rôle de pionnier dans la découverte des mécanismes de régulation des gènes par l’hydroxyméthylation (e.g. Deplus et al., EMBO 2013 ; Delatte et al. EMBO 2014 ; Delatte et al., Science, 2016).

Par ailleurs, le Prof. Fuks dirige également la plateforme de séquençage à haut débit de l’ULB dédiée à l’épigénétique, dénommée EPICS (http://epics.ulb.be).

L’ouverture aux laboratoires externes de cette plateforme a d’ores et déjà permis à des équipes nationales et internationales de produire des publications scientifiques marquantes   (Bouhmadi et al., Nature 2014 ; Larsimont et al. Cell Stem Cell 2015).

En outre, EPICS est impliqué dans le cadre de nombreux projets belges (FNRS, PAI, ARC, Projets wallons, Innoviris…), mais également européens (Horizon 2020). Depuis peu, le laboratoire est capable, par séquençage à haut débit, de profiler l’hydroxyméthylation de l’ADN sur l’ensemble du génome (hmC-Seq). La maîtrise de cette technologie, à la base du présent projet, est unique en Belgique.

7. BUDGET REQUIS

Le budget comporte le financement pour 4 ans d’un chercheur post-doctoral et d’un technicien.

Le chercheur postdoctorant aura des compétences poussées en bioinformatique afin d’analyser et d’interpréter la cartographie du cancer du sein

Le technicien utilisera la technologie unique de hMeRIP-Seq grâce à notre plateforme EPICS.

Il couvre également les différents consommables pour la réalisation des hmC-Seq sur échantillons tumoraux frais/FFPE/sérums.

Les différentes analyses bioinformatiques ne requièrent pas de matériel supplémentaire étant donné que notre laboratoire possède déjà tous les équipements nécessaires.

Cliquez ici pour dérouler le tableau du budget