Cancer: utiliser le métabolisme cellulaire pour lutter contre les tumeurs tenaces
Une meilleure compréhension du métabolisme dans les cellules tumorales qui échappent aux médicaments pourrait améliorer les traitements contre le cancer, selon une nouvelle recherche de l'Université de Cincinnati dans l'Ohio.
Certaines tumeurs sont difficiles à traiter car, au début, elles réagissent aux médicaments anticancéreux, mais certaines cellules sont capables de survivre et d'ensemencer de nouvelles tumeurs.
Les cellules survivantes le font en augmentant un processus «d'auto-alimentation» par lequel elles éliminent les déchets, éliminent les composants défectueux et les agents pathogènes, et recyclent les éléments de base moléculaires essentiels.
Le processus, connu sous le nom d'autophagie, délivre les déchets dans des compartiments cellulaires appelés lysosomes. Ceux-ci contiennent différents types d'enzymes pour digérer et décomposer les différents matériaux.
L'autophagie est également un mécanisme de survie qui s'allume lorsque les nutriments sont rares et s'éteint à nouveau lorsque les nutriments sont abondants.
«Nous avons constaté que le métabolisme cellulaire influence considérablement la capacité de commencer l'autophagie», explique la chercheuse principale Carol Mercer, professeure agrégée à la Division d'hématologie et d'oncologie de l'Université de Cincinnati dans l'Ohio.
Elle et ses collègues rapportent leurs résultats - qui révèlent «la régulation dynamique et métabolique de l'autophagie» - dans un article qui est maintenant publié dans la revue Rapports de cellule.
Contrôle de l'autophagie
Deux types d'enzymes contrôlent l'autophagie dans les cellules: l'un est la protéine kinase activée par l'AMP (AMPK) et l'autre est la cible mammifère de la rapamycine (mTOR).
Les traitements de certains cancers utilisent déjà des médicaments qui déclenchent l'AMPK ou ciblent mTOR, et ils sont également étudiés pour être utilisés dans d'autres traitements du cancer.
Pour ces raisons, explique Mercer, il est "important de comprendre comment ils affectent cette voie de survie des cellules tumorales."
Chaque cellule contient de minuscules centrales appelées mitochondries qui produisent de l'énergie pour les cellules. La production d'énergie dans les mitochondries se produit en plusieurs étapes, chacune impliquant un complexe protéique. La première étape utilise un complexe appelé complexe mitochondrial I.
Les personnes présentant une carence en complexe I peuvent développer plusieurs problèmes de santé, dont certains affectent le cœur, le foie, le cerveau et les nerfs.
Mercer et ses collègues ont démontré que le complexe mitochondrial I joue également un rôle clé dans le déclenchement et l'augmentation de l'autophagie et la régulation de sa durée.
Prévenir et promouvoir l'autophagie
Les scientifiques ont découvert que les défauts génétiques du complexe mitochondrial I empêchaient l'autophagie déclenchée par les inhibiteurs de mTOR. Ils ont également montré comment deux médicaments antidiabétiques - la phénformine et la metformine - avaient le même effet.
A l'inverse, il a été possible d'augmenter l'autophagie en utilisant des méthodes «qui augmentaient le métabolisme mitochondrial», notent les auteurs.
Dans l'ensemble, l'étude révèle de nouvelles perspectives sur le rôle dynamique du métabolisme cellulaire dans l'autophagie et suggère, selon Mercer, «de nouvelles stratégies thérapeutiques pour le cancer, les maladies neurodégénératives et mitochondriales».
La plupart des travaux visant à découvrir comment le métabolisme affecte l'autophagie et comment l'utiliser pour augmenter ou diminuer le processus ont été réalisés à l'aide de cellules cultivées.
Il s'appuie sur des travaux antérieurs d'un membre de l'équipe, qui avait découvert que si l'inhibition de mTOR pouvait traiter le cancer du foie, elle augmentait également l'autophagie.
«Nos données démontrent l'importance du métabolisme dans la régulation de l'autophagie, améliorent notre compréhension des médicaments cliniquement pertinents qui sont importants pour le cancer et suggèrent de nouvelles stratégies pour augmenter ou inhiber l'autophagie.»
Carol Mercer
