Des scientifiques de l'UCLA et de l'Université de Toronto ont créé moPepGen, un outil informatique révolutionnaire qui identifie les mutations génétiques cachées dans les protéines. Cette innovation est prometteuse pour faire progresser la recherche sur le cancer et la médecine de précision en améliorant la détection des variations protéiques associées aux maladies.
Des scientifiques de l’UCLA et de l’Université de Toronto ont développé un outil informatique appelé moPepGen pour découvrir des mutations génétiques dans les protéines jusqu'alors indétectables. Cette avancée technologique ouvre de nouvelles perspectives dans la recherche sur le cancer, les maladies neurodégénératives et bien plus encore.
L'outil, détaillé dans une étude publié dans la revue Nature Biotechnology, permet aux chercheurs de comprendre comment les mutations de l'ADN impactent les protéines, fournissant des informations sur les mécanismes des maladies et facilitant la création de nouveaux tests de diagnostic et traitements.
La protéogénomique, qui intègre les données génomiques et protéomiques pour créer des profils moléculaires complets des maladies, a longtemps été entravée par son incapacité à détecter avec précision les variants peptidiques. Les outils protéomiques existants passent souvent à côté de l'ensemble des variations protéiques essentielles à l'identification des mutations au niveau protéique.
« Nous avons développé moPepGen pour aider les chercheurs à déterminer quelles variantes génétiques sont réellement exprimées au niveau des protéines, répondant ainsi à un défi de longue date dans la communauté protéogénomique », a déclaré le co-premier auteur Chenghao Zhu, chercheur postdoctoral au département de génétique humaine de l'UCLA, dans un communiqué de presse.
MoPepGen introduit une approche graphique pour traiter efficacement tous les types de changements génétiques, améliorant ainsi considérablement la détection des variations protéiques cachées, a expliqué Zhu. Cette innovation offre une vision plus complète de la diversité protéique et permet aux chercheurs de comprendre précisément l'influence des mutations sur les maladies.
« En facilitant l'analyse des variations complexes des protéines, moPepGen a le potentiel de faire progresser la recherche sur le cancer, les maladies neurodégénératives et d'autres domaines où la compréhension de la diversité des protéines est essentielle », a ajouté le co-auteur principal Paul Boutros, professeur à la David Geffen School of Medicine de l'UCLA.
Les méthodes traditionnelles détectent principalement des changements génétiques simples tels que des substitutions d’acides aminés simples.
En revanche, moPepGen permet d'identifier un large spectre de variations protéiques causées par l'épissage alternatif, les ARN circulaires, les fusions de gènes, l'édition d'ARN et d'autres modifications génétiques complexes. Cette capacité étendue est cruciale, car les protéines jouent un rôle essentiel dans presque toutes les fonctions biologiques, et les altérations structurelles peuvent signaler la progression d'une maladie.
« Jusqu'à présent, il n'existait aucun moyen pratique de gérer l'énorme complexité des variations génétiques et transcriptomiques », a ajouté Zhu. « L'algorithme est rapide, même lors de l'analyse de volumes de données considérables, et est conçu pour fonctionner avec de multiples technologies et espèces. »
L'équipe de recherche a démontré l'efficacité de moPepGen en analysant les données protéogénomiques de cinq tumeurs de la prostate, huit tumeurs rénales et 376 lignées cellulaires.
Cet outil a permis d'identifier des variations protéiques jusque-là indétectables, associées à des mutations génétiques, des fusions de gènes et d'autres modifications moléculaires. Il a surpassé les méthodes plus anciennes en détectant quatre fois plus de variantes protéiques uniques.
L'une des applications les plus prometteuses de moPepGen est l'immunothérapie. Cet outil permet d'identifier des peptides variants spécifiques du cancer, susceptibles de servir de candidats néoantigènes, essentiels au développement de vaccins anticancéreux personnalisés et de thérapies cellulaires.
MoPepGen est disponible gratuitement pour les chercheurs et peut être intégré aux flux de travail protéomiques existants, le rendant accessible aux laboratoires du monde entier.
La recherche est le fruit d’une collaboration entre Lydia Liu et Thomas Kislinger de l’Université de Toronto, ainsi que d’autres scientifiques dont les contributions sont mentionnées dans l’étude.
Source: UCLA Santé