Un nouvel outil d’apprentissage automatique puissant développé par des experts de l’Université de Californie à San Diego (UCSD) a découvert un schéma de mutations de l’ADN qui relie le cancer de la vessie au tabagisme. La machine AI, appelée SigProfilerExtractor, a utilisé une extraction de novo pour trouver le lien.1
L’outil a analysé les séquences mutationnelles trouvées chez les participants. Ces séquences sont des modèles spécifiques de mutations générées lorsqu’une personne est soumise à une exposition environnementale, qui altère alors son ADN. L’extraction a révélé des liens épidémiologiques solides entre le cancer de la vessie et le tabagisme, alors que le lien précédent avec le tabagisme n’existait qu’avec le cancer du poumon.
Dans un communiqué de presse sur l’étude, l’auteur principal Ludmil Alexandrov, PhD, a expliqué le fonctionnement de la machine en la comparant à des conversations lors d’une fête. “Vous avez plusieurs groupes de personnes qui parlent tout autour de vous, et vous n’êtes intéressé qu’à entendre certaines personnes parler. Notre outil vous aide essentiellement à le faire, mais avec des données génétiques sur le cancer. Plusieurs personnes dans le monde sont exposées à différents mutagènes environnementaux, et certaines de ces expositions laissent des empreintes sur leurs génomes. Cet outil passe en revue toutes ces données pour identifier les processus qui provoquent les mutations. » Alexandrov est professeur de bioingénierie et de médecine cellulaire et moléculaire à l’UCSD.2
Pour l’étude, l’outil a examiné 23 827 cancers humains séquencés, composés de 4 643 cancers séquencés du génome entier et de 19 184 exomes entiers. Après extraction, l’outil a trouvé 4 nouvelles signatures mutationnelles, dont une associant le cancer de la vessie au tabagisme. L’équipe de l’étude a découvert que la signature mutationnelle est différente de celle trouvée dans le cancer du poumon. On le trouve également chez les fumeurs de tabac qui n’ont pas développé de cancer de la vessie. La signature n’a pas été trouvée dans le tissu de la vessie des non-fumeurs
“Ce que cette signature nous dit, c’est que certaines mutations de votre ADN sont dues à l’exposition à la fumée de tabac”, a déclaré l’auteur de l’étude Marcos Díaz-Gay, PhD, chercheur postdoctoral en médecine cellulaire et moléculaire à l’UCSD. « Cela ne signifie pas nécessairement que vous avez un cancer. Mais plus vous fumez, plus les mutations s’accumulent dans vos cellules et plus vous augmentez votre risque de développer un cancer.
La nouvelle machine a également été comparée à 13 autres outils bioinformatiques existants, qui ont tous analysé les signatures mutationnelles de 80 000 échantillons synthétiques de cancer. L’outil développé par l’équipe de l’UCSD a détecté 20 à 50 % de vrais positifs en plus que les autres et avait un taux de faux positifs (FP) 5 fois inférieur aux autres. Le SigProfilerExtractor a également bien fonctionné avec des ensembles de données contenant des niveaux élevés de bruit aléatoire, contrairement aux autres outils.
Ces travaux pourraient aider les chercheurs à trouver d’autres liens entre les facteurs environnementaux et le cancer, ce qui pourrait conduire à un traitement plus personnalisé pour les patients. À l’avenir, l’équipe espère que l’outil pourra être utilisé à un niveau plus individuel pour profiler les patients atteints d’un cancer de la vessie. Pour que cela se produise, ils devraient créer une interface plus conviviale pour les chercheurs plutôt qu’un outil reposant sur l’expertise en bioinformatique.
Références
1. Islam SMA, Wu Y, Díaz-Gay M, et al. Découvrir de nouvelles signatures mutationnelles par extraction de novo avec SigProfilerExtractor. Génome cellulaire. Publié en ligne le 23 septembre 2022. doi:10.1016/j.xgen.2022.100179
2. Signatures mutationnelles liant le cancer de la vessie et le tabagisme découvertes avec un nouvel outil d’IA. Communiqué de presse. Université de Californie à San Diego. 26 septembre 2022. Consulté le 7 octobre 2022. https://www.newswise.com/articles/mutational-signature-linking-bladder-cancer-and-tobacco-smoking-found-with-new-ai-tool?sc =mwhr&xy=10016681
