Israël découvre comment affamer les cellules cancéreuses

Affamer le cancer : des chercheurs israéliens ont découvert comment les cellules cancéreuses survivent.

Les cellules cancéreuses se nourrissent de glucose, ce qui leur permet de croître et de se propager, mais jusqu’à présent, on ne comprenait pas pourquoi ces cellules continuent de survivre même sans apport de glucose disponible. Aujourd’hui, des chercheurs de l’Université Ben Gourion ont découvert le mécanisme à l’origine de ce processus. Professeur Barak Rotblatt, l’un des auteurs de l’étude déclare : « D’un point de vue clinique, c’est une ouverture pour le développement de nouveaux médicaments contre le cancer ».

Une nouvelle étape pour éradiquer le cancer ?

Des chercheurs de l’Université Ben Gourion ont découvert le mécanisme qui permet aux cellules cancéreuses de survivre malgré le manque de glucose nécessaire à leur existence. Cette découverte pourrait à l’avenir ouvrir la voie à une autre façon de traiter diverses tumeurs cancéreuses. Les résultats intéressants ont été publiés ces derniers jours dans la revue Nature.

Les êtres vivants se nourrissent de sucre pour exister », explique le professeur Barak Rotblat, l’un des auteurs de l’étude, maître de conférences au Département des sciences de la vie et à l’Institut national de biotechnologie du Néguev (NIBN) à Ben Gourion. Université du Néguev. « Cela est également vrai pour les humains, mais aussi pour d’autres animaux, plantes et même bactéries : lorsque nous avons beaucoup d’énergie, nous produisons de la graisse, et lorsque nous en avons peu, nous la brûlons. Il s’agit d’un mécanisme naturel très basique qui s’est développé très au début de l’évolution, cela permet aux êtres vivants de maintenir une économie énergétique normale.

Lorsque les niveaux de sucre dans la cellule descendent en dessous du seuil permettant son existence normale, c’est une situation appelée « famine de glucose ». Les cellules cancéreuses aiment aussi le sucre. Cette fonctionnalité est utilisée dans l’un des moyens courants de diagnostiquer les métastases du cancer grâce à un scanner TEP, au cours duquel du sucre radioactif est injecté au patient. Parce que les tumeurs cancéreuses se nourrissent de sucre, le sucre radioactif s’accumule dans la tumeur et permet de le détecter lors du test d’imagerie.

Professeur Barak Rothblat : « La question se pose : comment les cellules cancéreuses surmontent-elles le manque de sucre et parviennent-elles à survivre et à prospérer ? Si nous savions quel est le mécanisme qui permet la survie en cas de manque de sucre, nous pourrions l’attaquer avec des médicaments et endommager les cellules du cancer affamées sans toucher aux cellules des tissus sains.

Cependant, l’un des phénomènes les plus intéressants dans ce contexte est que lorsque l’on mesure les niveaux de sucre dans une tumeur cancéreuse par rapport aux tissus sains, les niveaux de sucre dans la tumeur sont plus faibles. « La raison en est que le flux sanguin vers la tumeur est moins bon que vers les tissus normaux, car la tumeur développe des vaisseaux sanguins, mais ils sont anormaux et fuient. La deuxième raison est que parce que les cellules cancéreuses aiment tellement le sucre, qu’elles brûlent chaque molécule qu’ils parviennent à capturer.

La question se pose : comment les cellules cancéreuses parviennent-elles à surmonter le manque de sucre et à survivre et à prospérer ?

 « Cette question nous a intéressés. Nous avons supposé que si nous connaissions le mécanisme qui permet la survie en cas de manque de sucre, nous pourrions l’attaquer avec des médicaments et endommager les cellules cancéreuses affamées et sans atteindre les cellules des tissus sains qui ne manquent pas de sucre », explique le professeur Rothblatt.

Sur la base de cette idée, le groupe de recherche a été créé, en collaboration avec le Dr Gabriel LeFrivier, de l’Université de Düsseldorf en Allemagne. L’équipe de chercheurs a découvert que les cellules cancéreuses augmentent un mécanisme commun chez les mammifères et même chez les levures, qui permet de vaincre la faim du sucre.

Le professeur Rothblatt explique : « Nous avons découvert qu’une protéine appelée 4EBP régule la vitesse à laquelle la cellule produit de la graisse en fonction de son état énergétique. Lorsque nous avons examiné les données cliniques, nous avons constaté que cette protéine est produite plus fortement dans les cellules cancéreuses que dans la normale. Nous avons effectué une manipulation génétique – nous avons perturbé le gène spécifique qui provoque l’inversion métabolique. Pendant le manque de sucre, nous avons créé des cellules d’origine humaine, murine et de levure qui contiennent peu de 4EBP, et nous avons constaté qu’elles ne survivent pas au manque de sucre. Nous avons découvert que lorsque ces cellules sont transplantées chez des souris, en plus de ne pas survivre au manque de sucre, leur capacité à produire des tumeurs est également altérée.

« Nous avons vu que si nous prenons des cellules et perturbons ce mécanisme, dans des conditions normales, elles vivent effectivement bien, mais si nous les affamons, elles continuent à produire de la graisse alors qu’elles sont censées cesser d’en produire. Le problème est que la production de graisse consomme beaucoup d’énergie. Il y a beaucoup d’antioxydants. Le fait qu’ils continuent à produire de la graisse dans des conditions de famine les amène à consommer des antioxydants et ensuite ils se brûlent.

Cette découverte est particulièrement intéressante dans le contexte des tumeurs cérébrales, car le liquide céphalo-rachidien contient très peu de glucose et les cellules cancéreuses du cerveau doivent donc être équipées de mécanismes leur permettant de faire face à la faim de sucre. Lorsque nous avons examiné les données cliniques des tumeurs cérébrales, nous avons découvert que le gène codant pour 4EBP est très actif dans ces tumeurs », explique le professeur Rothblatt. « Nous avons prélevé des cellules extraites de tumeurs cérébrales, avons réduit au silence le gène et transplanté les cellules inhibées dans le cerveaux de souris. La survie des souris dont le cerveau a été transplanté avec des cellules témoins était significativement inférieure à celle de celles dont le cerveau a été transplanté avec des cellules du 4EBP inhibé, ce qui enseigne que c’est le gène qui contribue à l’agressivité de la tumeur.

Que permettra-t-il à l’avenir ?

Le Professeur. Rothblatt : « D’un point de vue clinique, cela pourrait être un bon moyen de développer un remède contre le cancer. En collaboration avec l’Université Technologique de Ben Gourion, la société de commercialisation technologique de l’Université Ben Gourion du Néguev et avec le soutien de l’Institut national de Biotechnologie du Néguev (NIBN), nous travaillons actuellement au développement d’une molécule qui endommagerait la protéine 4EBP comme futur traitement du cancer avide de sucre et notamment du cancer du cerveau.