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DNaseX

DNaseX est un gène qui présente des similitudes de séquence avec le gène de la DNase I au niveau de l'ADN et des protéines. Il est donc également appelé DNase I-like-1 (DNase I-L1). En raison de sa localisation sur le chromosome X et de son activité enzymatique de désoxyribonucléase, il a reçu le nom de DNaseX[1],[2],[3].

Le gène DNaseX a été découvert au début des années 1990 par Johannes F. Coy en tant que membre du projet de recherche Analyse moléculaire du génome au DKFZ (Centre de recherche sur le cancer allemand) à Heidelberg et a été publié pour la première fois en 1996[1],[4].   

Tout comme l'enzyme DNase I produite par le gène DNase I, l'enzyme DNase X produite par le gène DNase X coupe les chaînes moléculaires d'acide désoxyribonucléique (ADN) double brin en morceaux. Le découpage de l'ADN en morceaux de 300 paires de bases constitue la dernière étape de l'exécution de la mort cellulaire programmée (apoptose). Les cellules ne peuvent alors plus se diviser et ne peuvent donc plus se développer en cellules tumorales. La DNase I et la DNaseX exécutent la mort cellulaire programmée (apoptose) et protègent ainsi le corps contre le développement de cellules tumorales. L'absence d'activité enzymatique de la DNase entraîne à l'inverse une augmentation de la formation de cellules tumorales, car l'exécution de l'apoptose est empêchée[5],[6].

Signification modifier

L'un des points communs fondamentaux de toutes les tumeurs est la perturbation de l'apoptose. Les cellules dégénérées échappent ainsi à l'autodestruction, continuent de croître et risquent de dégénérer davantage par des nouvelles mutations et d'augmenter leur agressivité et leur malignité[7].

La DNaseX présente une particularité qui en fait un marqueur adapté à la détection des cancers. La concentration de l'enzyme DNaseX augmente dans les cellules tumorales, contrairement aux autres DNases dont la concentration diminue au cours du développement tumoral[8].

La DNaseX est en principe produite en plus grande quantité dans les cellules tumorales afin de provoquer la mort cellulaire programmée souhaitée. En synthétisant des inhibiteurs spéciaux, la cellule tumorale peut toutefois supprimer l'activité enzymatique de la DNaseX et empêcher ainsi la dernière étape de l'apoptose – le découpage de l'ADN[7].

Jusqu'à présent, l'accumulation de DNaseX a pu être démontrée dans tous les types de tumeurs prémalignes et malignes examinés à ce sujet. L'accumulation dans les cellules a lieu lorsque la DNaseX ne peut pas remplir sa fonction. La cellule continue alors à produire la protéine DNaseX, car elle veut déclencher l'apoptose. Cette situation entraîne des concentrations de DNaseX de plus en plus élevées dans la cellule. Si une surproduction de DNaseX peut être mise en évidence, elle peut être considérée comme un indicateur d'une apoptose perturbée et comme un indice du développement de tumeurs dans l'organisme[9],[10],[11].   

L'épitope Apo10 joue un rôle particulier dans ce processus. Ce segment caractéristique de la séquence protéique de l'enzyme DNaseX peut être identifié de manière diagnostique à l'aide de l'anticorps monoclonal Apo10 (DJ28D4) du même nom[11],[12],[13],[14].     

L'accumulation de DNaseX (Apo10) dans le noyau cellulaire qui en résulte facilite également la détection - car la quantité d'Apo10 dans le noyau cellulaire augmente fortement.   

Application clinique modifier

DNaseX (Apo10) est déjà utilisée dans le dépistage diagnostique du cancer. Les enzymes DNaseX (Apo10) et TKTL1 sont détectées dans le PanTum Detect, un test sanguin utilisé en combinaison avec des méthodes d'imagerie telles que l'IRM et le TEP-TDM pour la détection précoce des cancers[15]. Leur détection dans les cellules immunitaires au moyen de la technologie EDIM donne des indications sur une éventuelle maladie tumorale[10],[16]. En cas de résultat anormal, il est recommandé de procéder à un examen par imagerie médicale[15].

Références individuelles modifier

  1. ↑ a et b J. F. Coy, I. Velhagen, R. Himmele et H. Delius, « Isolation, differential splicing and protein expression of a DNase on the human X chromosome », Cell Death and Differentiation, vol. 3, no 2,‎ , p. 199–206 (ISSN 1350-9047, PMID 17180083, lire en ligne, consulté le )
  2. ↑ J. E. Parrish, A. Ciccodicola, M. Wehhert et G. F. Cox, « A muscle-specific DNase I-like gene in human Xq28 », Human Molecular Genetics, vol. 4, no 9,‎ , p. 1557–1564 (ISSN 0964-6906, PMID 8541839, DOI 10.1093/hmg/4.9.1557, lire en ligne, consulté le )
  3. ↑ R. Pergolizzi, V. Appierto, A. Bosetti et G. L. DeBellis, « Cloning of a gene encoding a DNase I-like endonuclease in the human Xq28 region », Gene, vol. 168, no 2,‎ , p. 267–270 (ISSN 0378-1119, PMID 8654957, DOI 10.1016/0378-1119(95)00741-5, lire en ligne, consulté le )
  4. ↑ (de) Hanswalter Zentgraf, Annemarie Poustka, Johannes Coy et Iris Velhagen, Protein mit dnase-aktivität, (lire en ligne)
  5. ↑ Kumiko Samejima et William C. Earnshaw, « Trashing the genome: the role of nucleases during apoptosis », Nature Reviews. Molecular Cell Biology, vol. 6, no 9,‎ , p. 677–688 (ISSN 1471-0072, PMID 16103871, DOI 10.1038/nrm1715, lire en ligne, consulté le )
  6. ↑ Daisuke Shiokawa, Takanobu Kobayashi et Sei-ichi Tanuma, « Involvement of DNase gamma in apoptosis associated with myogenic differentiation of C2C12 cells », The Journal of Biological Chemistry, vol. 277, no 34,‎ , p. 31031–31037 (ISSN 0021-9258, PMID 12050166, DOI 10.1074/jbc.M204038200, lire en ligne, consulté le )
  7. ↑ a et b Henryk S. Taper, « Altered deoxyribonuclease activity in cancer cells and its role in non toxic adjuvant cancer therapy with mixed vitamins C and K3 », Anticancer Research, vol. 28, no 5A,‎ , p. 2727–2732 (ISSN 0250-7005, PMID 19035302, lire en ligne, consulté le )
  8. ↑ Silvia Zanotti, Annette Fisseler-Eckhoff et Hans Georg Mannherz, « Changes in the topological expression of markers of differentiation and apoptosis in defined stages of human cervical dysplasia and carcinoma », Gynecologic Oncology, vol. 89, no 3,‎ , p. 376–384 (ISSN 0090-8258, PMID 12798698, DOI 10.1016/s0090-8258(03)00061-1, lire en ligne, consulté le )
  9. ↑ Martin Grimm, Steffen Schmitt, Peter Teriete et Thorsten Biegner, « A biomarker based detection and characterization of carcinomas exploiting two fundamental biophysical mechanisms in mammalian cells », BMC cancer, vol. 13,‎ , p. 569 (ISSN 1471-2407, PMID 24304513, PMCID 4235042, DOI 10.1186/1471-2407-13-569, lire en ligne, consulté le )
  10. ↑ a et b (en) Cristian Urla, Matias Julian Stagno, Andreas Schmidt et Rupert Handgretinger, « Epitope Detection in Monocytes (EDIM) As a New Method of Liquid Biopsy in Pediatric Rhabdomyosarcoma », Biomedicines, vol. 10, no 8,‎ , p. 1812 (ISSN 2227-9059, DOI 10.3390/biomedicines10081812, lire en ligne, consulté le )
  11. ↑ a et b Martin Grimm, Oliver Feyen, Johannes F. Coy et Heiko Hofmann, « Analysis of circulating CD14+/CD16+ monocyte-derived macrophages (MDMs) in the peripheral blood of patients with oral squamous cell carcinoma », Oral Surgery, Oral Medicine, Oral Pathology and Oral Radiology, vol. 121, no 3,‎ , p. 301–306 (ISSN 2212-4411, PMID 26747736, DOI 10.1016/j.oooo.2015.10.024, lire en ligne, consulté le )
  12. ↑ (en) A.R. Rotmann, H.A. Hofmann et J.F. Coy, « O583 Apol0 - A NEW BIOMARKER FOR EARLY DETECTION OF DISORDERS OF CELL PROLIFERATION AND SOLID TUMOURS », International Journal of Gynecology & Obstetrics, vol. 119,‎ , S466–S467 (DOI 10.1016/S0020-7292(12)61013-3, lire en ligne, consulté le )
  13. ↑ S. Saman, M. J. Stagno, S. W. Warmann et N. P. Malek, « Biomarkers Apo10 and TKTL1: Epitope-detection in monocytes (EDIM) as a new diagnostic approach for cholangiocellular, pancreatic and colorectal carcinoma », Cancer Biomarkers: Section A of Disease Markers, vol. 27, no 1,‎ , p. 129–137 (ISSN 1875-8592, PMID 31771043, PMCID 7029314, DOI 10.3233/CBM-190414, lire en ligne, consulté le )
  14. ↑ Fuzhi Lian, Donald E. Smith, Hansgeorg Ernst et Robert M. Russell, « Apo-10'-lycopenoic acid inhibits lung cancer cell growth in vitro, and suppresses lung tumorigenesis in the A/J mouse model in vivo », Carcinogenesis, vol. 28, no 7,‎ , p. 1567–1574 (ISSN 0143-3334, PMID 17420169, DOI 10.1093/carcin/bgm076, lire en ligne, consulté le )
  15. ↑ a et b (en) Simon Burg, Audrey Laure Céline Grust, Oliver Feyen, Katja Failing, Gamal-André Banat, Johannes F Coy, Martin Grimm , Martin Gosau and Ralf Smeets, « Blood-Test Based Targeted Visualization Enables Early Detection of Premalignant and Malignant Tumors in Asymptomatic Individuals » [PDF], sur Journal of Clinical and MedicalImages, (consulté le )
  16. ↑ (en) Matias J. Stagno, Andreas Schmidt, Jonas Bochem et Cristian Urla, « Epitope detection in monocytes (EDIM) for liquid biopsy including identification of GD2 in childhood neuroblastoma—a pilot study », British Journal of Cancer, vol. 127, no 7,‎ , p. 1324–1331 (ISSN 0007-0920 et 1532-1827, PMID 35864157, PMCID PMC9519569, DOI 10.1038/s41416-022-01855-x, lire en ligne, consulté le )
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