Comment l'acidité tumorale aide-t-elle le cancer à se propager?
En sondant ce qui arrive aux cellules dans les régions acides des tumeurs, les scientifiques ont découvert de nouvelles informations sur le caractère invasif et la propagation du cancer. La découverte pourrait conduire à de meilleurs traitements pour les tumeurs agressives.
Des chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT) à Cambridge ont découvert que les régions tumorales acides ou à pH faible modifient l'expression des gènes dans les cellules cancéreuses de manière à les rendre plus agressives.
Dans un article paru dans le journal Recherche contre le cancer, ils décrivent comment, en réduisant l'acidité de la tumeur, ils ont pu inverser le processus chez la souris.
«L'acidose tumorale», explique le premier auteur de l'étude Nazanin Rohani Ph.D., qui était chercheuse postdoctorale au Koch Institute for Integrative Cancer Research au MIT lorsqu'elle a terminé le travail, «donne lieu à l'expression de molécules impliquées dans l'invasion cellulaire et migration.
«Cette reprogrammation, qui est une réponse intracellulaire à une baisse du pH extracellulaire, donne aux cellules cancéreuses la capacité de survivre dans des conditions de pH bas et de proliférer.»
Métastases et environnement tumoral
La métastase est le processus complexe par lequel les cellules cancéreuses deviennent mobiles, se détachent des tumeurs primaires, envahissent les tissus voisins, migrent, puis installent des tumeurs secondaires dans d'autres parties du corps.
Environ 9 décès dus au cancer sur 10 «sont liés à des métastases». Sans métastases, le cancer serait une maladie beaucoup plus gérable et moins grave.
Il fut un temps où les scientifiques croyaient que le potentiel de métastases des tumeurs ne dépendait que des altérations des cellules cancéreuses.
Depuis lors, cependant, les chercheurs ont appris que la «progression maligne du cancer» dépend également de la participation de cellules cancéreuses à un «réseau complexe d'interactions» avec d'autres parties du tissu qui les entoure, ou le microenvironnement tumoral.
Les scientifiques comprennent maintenant bien que les tumeurs ne sont pas simplement des collections de cellules cancéreuses qui se multiplient, mais des «entités vivantes», comprenant de nombreux types différents de cellules. En fait, la complexité du tissu tumoral «peut même dépasser» la complexité des tissus sains.
L'étude que le Dr Rohani et ses collègues ont entreprise ajoute au corpus croissant de connaissances sur les micro-environnements tumoraux et leur contribution aux métastases.
Cartographie de l'acidité tumorale
Des recherches antérieures avaient déjà établi que l'acidité dans le microenvironnement tumoral avait un effet puissant sur le pouvoir invasif du cancer. Cependant, ce qui n'était pas clair, c'était de savoir comment l'acidité variait dans une tumeur et comment elle pouvait altérer les gènes pour rendre les cellules tumorales plus invasives.
Avant l'étude récente, l'opinion dominante était que l'acidité élevée des tumeurs se produisait principalement dans les zones privées d'oxygène avec un mauvais apport sanguin.
Pour leur enquête, les chercheurs du MIT ont utilisé une «sonde pH» pour cartographier l'acidité des tumeurs du cancer du sein chez la souris.
Lorsque la sonde de pH détecte une cellule dans un environnement acide, elle insère une petite molécule de protéine dans la membrane de la cellule. De cette manière, les chercheurs peuvent marquer et identifier les cellules dans les régions acides des tumeurs.
À sa grande surprise, l'équipe a découvert que les régions acides n'étaient pas seulement présentes dans les poches hypoxiques ou privées d'oxygène à l'intérieur des tumeurs. Les surfaces des tumeurs - où elles se connectent au stroma, ou «tissu structurel» qui les entoure - contenaient également des régions acides.
Cette découverte a suggéré que la privation d'oxygène n'était pas la principale raison de l'acidité des tumeurs. Après une enquête plus approfondie, les scientifiques ont découvert une cause différente de l'acidité du microenvironnement à la surface de la tumeur.
Réduire l'acidité tumorale
Il est apparu que le métabolisme de nombreuses cellules à la surface des tumeurs du sein s'était transformé en glycolyse aérobie. Ce type de métabolisme produit de l'acide lactique, ce qui rend le microenvironnement tumoral plus acide.
Dans ces régions de surface de tumeurs acides, les cellules avaient modifié leurs gènes pour activer des processus favorisant l'invasion et les métastases.
Les gènes activés comprenaient un qui est impliqué dans le développement de l'embryon et produit une protéine qui facilite la migration cellulaire via la circulation sanguine. Un autre est celui qui rend les cellules tumorales plus capables de pénétrer dans leurs tissus environnants.
Dans une autre série d'expériences, l'équipe a découvert que la réduction de l'acidité du microenvironnement tumoral a rendu les expressions géniques presque à la normale.
Les chercheurs ont réduit l'acidité tumorale chez les souris en ajoutant du bicarbonate de sodium à leur eau potable. D'autres études ont également montré que cela réduit les métastases chez la souris.
L'auteur principal de l'étude Frank B. Gertler, qui est professeur de biologie au MIT, dit que les humains ne tolèrent pas le bicarbonate de sodium et que ce ne serait donc pas un traitement potentiel approprié pour eux.
«D'autres méthodes qui cibleraient plus précisément l'acidification pourraient être d'une grande utilité.»
Professeur Frank B. Gertler
