Les cellules cancéreuses sont plus faibles lorsqu'elles sont rendues plus acides
Les cellules cancéreuses fonctionnent moins bien et sont moins capables de se multiplier lorsque leur environnement interne est rendu plus acide.
C'est la conclusion à laquelle sont arrivés des chercheurs aux États-Unis et en Espagne après avoir utilisé un modèle informatique pour étudier les conditions qui affectent les voies métaboliques dans les cellules cancéreuses.
Le modèle a montré que les cellules cancéreuses ont besoin d'un environnement interne plus alcalin que celui des cellules saines pour que leur métabolisme fonctionne correctement.
Cela a également aidé à identifier certaines enzymes qui fonctionnent avec l'environnement plus alcalin pour favoriser le cancer.
Les résultats pourraient conduire à de nouveaux médicaments anticancéreux ciblant ces molécules, selon un article maintenant publié dans la revue Communications de la nature.
«Ce travail est encore très académique», explique le co-auteur de l'étude Miquel Duran-Frigola, chimiste informatique à l'Institut de recherche en biomédecine de Barcelone, en Espagne, «mais nous pensons que certaines des cibles identifiées sont prêtes à être testées en animaux, nous permettant ainsi de passer à des stades d'essais précliniques plus avancés.
Biologie des systèmes
L'étude est un exemple du type de recherche en cours dans le domaine de la biologie des systèmes, qui utilise des modèles informatiques complexes et des mégadonnées pour nous aider à comprendre les «principes organisationnels de la vie».
Les chercheurs ont rassemblé une grande quantité de données biochimiques et génétiques pour développer un modèle moléculaire du métabolisme des cellules cancéreuses.
Ils ont utilisé le modèle pour explorer la réponse de «près de 2 000 enzymes métaboliques» aux changements du pH interne de la cellule.
L'échelle de pH est une mesure de l'acidité. Un environnement acide a un pH bas et un environnement alcalin ou basique a un pH élevé. Un pH de 7 est neutre - il n'est ni acide ni alcalin.
Les cellules saines ont un environnement interne légèrement alcalin avec un pH d'environ 7,2. Les cellules cancéreuses sont plus alcalines et ont un pH interne supérieur à 7,2.
«En reconstruisant et en intégrant des profils d'activité enzymatiques dépendant du pH dans des modèles métaboliques spécifiques à l'échelle du génome», notent les auteurs, «nous développons une méthodologie de calcul qui explore comment le pH intracellulaire […] peut moduler le métabolisme.»
Des résultats prometteurs
En utilisant le modèle informatique, l'équipe a montré que lorsque son intérieur reste dans la zone de pH alcaline favorisée, la cellule cancéreuse est capable de proliférer. Cette condition favorise également d'autres fonctions sur lesquelles la cellule s'appuie, telles que «la glycolyse et l'adaptation à l'hypoxie».
Mais un pH plus bas et plus acide dans la cellule cancéreuse «désactive ces adaptations et compromet la croissance des cellules tumorales», notent les auteurs.
L’équipe a également utilisé le modèle pour identifier des cibles métaboliques qui présentaient des «effets anticancéreux amplifiés prédits» lorsque l’environnement interne de la cellule cancéreuse devenait plus acide.
Certaines des cibles ont déjà montré des résultats prometteurs dans des tests utilisant de vraies cellules cancéreuses du sein.
«Comprendre le lien entre les voies métaboliques qui fonctionnent mieux sous différents pH peut nous donner une idée des mécanismes utilisés par le cancer pour survivre à un pH basique.»
Miquel Duran-Frigola
