Les cellules cancéreuses hibernent pour survivre à l'environnement hostile créé par la chimiothérapie

Puisant dans un ancien mécanisme de survie évolutif, les cellules cancéreuses entrent dans une phase lente, à division lente pour survivre à l'environnement hostile créé par la chimiothérapie ou d'autres agents ciblés.

Dans une étude publiée le 7 janvier 2020 en Cellule, La scientifique de la princesse Margaret, la Dre Catherine O'Brien et son équipe ont découvert que lorsqu'ils étaient menacés, toutes les cellules cancéreuses - plutôt qu'un simple sous-ensemble - ont la capacité de passer à cet état protecteur, où les cellules "se reposent" jusqu'à la menace, ou chimiothérapie, est retiré.

Il s'agit de la première étude à identifier que les cellules cancéreuses détournent un programme évolutif conservé pour survivre à la chimiothérapie. Par ailleurs, les chercheurs montrent que de nouvelles stratégies thérapeutiques visant à cibler spécifiquement les cellules cancéreuses dans cet état de division lente peuvent empêcher la repousse du cancer.

La tumeur agit comme un organisme entier, capable d'entrer dans un état de division lente, conserver l'énergie pour l'aider à survivre. Il existe des exemples d'animaux entrant dans un état réversible et à division lente pour résister à des environnements difficiles. Il semble que les cellules cancéreuses aient astucieusement coopté ce même état pour leur survie. »

Dr Catherine O'Brien, Professeur agrégé, Département de chirurgie, Université de Toronto

Dr Aaron Schimmer, Directeur de l'Institut de recherche et scientifique principal au Princess Margaret Cancer Centre, note que cette recherche montre que les cellules cancéreuses hibernent, comme "les ours en hiver".

Il ajoute :« Nous n'avons jamais vraiment su que les cellules cancéreuses étaient comme des ours en hibernation. Cette étude nous dit également comment cibler ces ours endormis afin qu'ils n'hibernent pas et ne se réveillent pas pour revenir plus tard. de façon inattendue.

"Je pense que cela s'avérera être une cause importante de résistance aux médicaments, et expliquera quelque chose que nous n'avions pas une bonne compréhension auparavant."

Utilisation de cellules cancéreuses colorectales humaines, les chercheurs les ont traités par chimiothérapie dans une boîte de Pétri en laboratoire.

Cela a induit un état de division lente dans toutes les cellules cancéreuses dans lesquelles elles ont cessé de se développer, nécessitant peu de nutrition pour survivre. Tant que la chimiothérapie restait dans le plat, les cellules cancéreuses sont restées dans cet état.

Pour entrer dans cet état de basse énergie, les cellules cancéreuses ont coopté un programme de survie embryonnaire utilisé par plus de 100 espèces de mammifères pour garder leurs embryons en sécurité à l'intérieur de leur corps en période de conditions environnementales extrêmes, comme des températures élevées ou basses ou le manque de nourriture.

Dans cet état, il y a une division cellulaire minimale, métabolisme fortement réduit, et le développement de l'embryon est suspendu. Lorsque l'environnement s'améliore, l'embryon est capable de poursuivre son développement normal, sans effet indésirable sur la grossesse.

Dr O'Brien, qui est un chirurgien spécialisé dans le cancer gastro-intestinal, explique que les cellules cancéreuses attaquées par l'environnement sévère de la chimiothérapie sont capables d'adopter la stratégie de survie embryonnaire.

"Les cellules cancéreuses sont capables de détourner cette stratégie de survie conservée de manière évolutive, même s'il semble être perdu pour les humains, " elle dit, ajoutant que toutes les cellules cancéreuses entrent dans cet état de manière coordonnée, afin de survivre.

Se souvenant d'une conférence il y a trois ans sur les mécanismes cellulaires à l'origine de cette stratégie de survie chez les embryons de souris, Le Dr O'Brien a eu un "Aha!" aperçu.

"Quelque chose a cliqué pour moi quand j'ai entendu cette conversation, " dit-elle. " Les cellules cancéreuses pourraient-elles détourner ce mécanisme de survie pour survivre à la chimiothérapie ? "

Le Dr O'Brien a donc contacté le Dr Ramalho-Santos, chercheur à l'hôpital Toronto Mt. Sinai, qui avait donné le discours original à Princess Margaret.

Elle a comparé le profil d'expression génique des cellules cancéreuses dans la chimiothérapie induite, l'état de division lente aux embryons de souris en pause dans le laboratoire du Dr Ramalho-Santos, et a constaté qu'ils étaient étonnamment similaires.

Semblable aux embryons, les cellules cancéreuses à l'état de division lente nécessitent l'activation du processus cellulaire appelé autophagie, signifiant "auto-dévorant". Il s'agit d'un processus dans lequel la cellule « dévore » ou détruit ses propres protéines ou autres composants cellulaires pour survivre en l'absence d'autres nutriments.

Le Dr O'Brien a testé une petite molécule qui inhibe l'autophagie, et a découvert que les cellules cancéreuses ne survivaient pas. La chimiothérapie a tué les cellules cancéreuses sans ce mécanisme protecteur.

"Cela nous donne une opportunité thérapeutique unique, " dit le Dr O'Brien. " Nous devons cibler les cellules cancéreuses pendant qu'elles sont dans ce cycle lent, vulnérable avant qu'ils n'acquièrent les mutations génétiques qui entraînent la résistance aux médicaments.

"C'est une nouvelle façon de penser la résistance à la chimiothérapie et comment la surmonter."

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