Méthylation de l'ADN tumoral circulant comme biomarqueur épigénétique des cancers

La détection de l’ADN tumoral circulant en biopsie liquide est un outil prometteur pour améliorer la prise en charge des patients atteints de cancer. L’étude de la méthylation de l’ADN doit permettre également de mieux comprendre les mécanismes de l’oncogenèse.Dans cette thèse, nous avons travaillé sur des sites de méthylation utilisables dans les cancers du côlon et du sein en biopsie liquide.Pour le cancer du côlon, la mise au point de biomarqueurs connus a été validée avec la méthylation de WIF1 et NPY pour la détection d’ADN tumoral circulant. Cela a permis de réduire le nombre de biopsies liquides non contributives au CHU de Besançon. La découverte de nouveaux biomarqueurs des cancers colorectaux été réalisée à partir de bases de données en ligne par une méthode séquentielle de sélections de marqueurs différemment méthylés entre tissu normal et tissus tumoraux. Leur validation a été réalisée à partir d’échantillons locaux pour les sites de méthylation des gènes COL25A1 et METAP1D. Par ailleurs, l’exploration de la méthylation différentielle dans les tissus normaux, les adénomes de bas grade, les adénomes de haut grade et les adénocarcinomes nous a permis de proposer des cinétiques de la méthylation de l’ADN lors de l’oncogenèse colique, certaines cumulatives mais d'autres probablement non cumulatives, apparaissant de façon transitoire dans les adénomes. Les gènes méthylés ou déméthylés de façon transitoire pourraient être régulés par l'environnement cellulaire, et en particulier par le microbiote colique.Pour le cancer du sein, trois biomarqueurs ont été validés : la méthylation des gènes CSK, PCDH17 et MLXIP. Ces trois biomarqueurs présentent les spécificités suivantes : CSK est méthylé dans le tissu sain, PCDH17 dans les cancers du sein mais pas dans le tissu normal et MLXIP dans les tumeurs luminales. Une analyse conjointe transcriptome-méthylome, utilisant une méthodologie de type analyse factorielle discriminante, a retrouvé ces associations pour ces marqueurs, mais a aussi apporté, plus généralement, une méthode de caractérisation des biomarqueurs potentiels.Les perspectives de ce travail sont de valider les nouveaux biomarqueurs découverts dans des études cliniques et de décliner la méthodologie ici développée pour les adénocarcinomes les plus courants, en particulier pour le cancer du poumon et les mélanomes. D'un point de vue plus fondamental, nous explorerons les liens esquissés ici entre méthylation, oncogenèse colique et microbiote.