Résoudre l’énigme de la force des cellules cancéreuses

Des scientifiques de l’Université de New York aux États-Unis ont découvert que les cellules cancéreuses coopèrent pour survivre, ce qui leur permet de continuer à se reproduire même dans des conditions difficiles. Ces cellules travaillent ensemble pour obtenir les nutriments de leur environnement – un processus coopératif que les scientifiques avaient ignoré auparavant, mais qui pourrait désormais devenir une cible prometteuse pour le traitement du cancer.

Carlos Carmona Fontine, professeur associé en biologie à l’Université de New York et auteur principal de l’étude publiée mercredi dans la revue Nature, a déclaré : « Nous avons identifié des interactions coopératives entre les cellules cancéreuses qui leur permettent de continuer à se multiplier. » Il a souligné que « réfléchir aux mécanismes que les cellules cancéreuses utilisent pour survivre pourrait être bénéfique pour les traitements futurs. »

Les scientifiques savent depuis longtemps que les cellules cancéreuses se font concurrence pour les nutriments et les autres ressources, ce qui rend la tumeur plus agressive au fil du temps, les cellules cancéreuses les plus fortes dominant la situation.

Les cellules cancéreuses ont besoin de nutriments pour prospérer et se reproduire dans des tumeurs menaçant la vie de millions de patients, mais elles vivent dans des environnements où les nutriments peuvent être rares. Alors, est-il possible que les cellules cancéreuses coopèrent pour rechercher la nourriture afin de survivre ?

Pour répondre à cette question, les chercheurs ont suivi la croissance des cellules de différents types de tumeurs. En utilisant des microscopes automatisés et des programmes d’analyse d’images qu’ils ont développés, ils ont observé des millions de cellules dans différentes conditions au fil du temps.

Cette approche leur a permis d’examiner les cultures de tumeurs dans une gamme de boîtes de Petri allant de faibles densités à des environnements surpeuplés de cellules cancéreuses, avec différents niveaux de nutriments dans leur environnement.

Il est connu que les cellules absorbent des acides aminés comme le glutamine de manière compétitive. Mais lorsqu’on a privé les cellules cancéreuses étudiées de ces acides aminés, toutes les types de cellules ont montré un besoin fort de travailler ensemble pour obtenir les nutriments disponibles.

Résultats importants

« Il est surprenant que nous ayons constaté que la réduction des acides aminés favorisait des groupes plus larges de cellules, ce qui suggère qu’il s’agit d’un processus coopératif dépendant du nombre et de la densité des cellules », a déclaré Carmona Fontine, ajoutant : « Il est désormais clair qu’il y a une véritable coopération entre les cellules cancéreuses. »

Grâce à des expériences supplémentaires sur des cellules de cancers de la peau, du sein et des poumons, les chercheurs ont identifié que la principale source de nutriments pour les cellules cancéreuses provient des peptides – des morceaux de protéines composés de petites chaînes d’acides aminés – présents à l’extérieur de la cellule.

Carmona Fontine a expliqué : « Plutôt que de saisir ces peptides et de les ingérer à l’intérieur de certaines cellules, nous avons découvert que les cellules cancéreuses sécrètent une enzyme spécialisée qui digère ces peptides et les transforme en acides aminés libres, le résultat étant un bénéfice commun. »

L’identification de l’enzyme sécrétée par les cellules cancéreuses, appelée CNDP2, a été une découverte importante. Les chercheurs ont identifié l’enzyme en testant différents médicaments pour voir s’ils empêchaient les cellules cancéreuses de digérer les peptides et de les transformer en acides aminés libres.

Lorsque le médicament Bestatin a été appliqué aux cellules cancéreuses, la fonction de CNDP2 a été inhibée, ce qui a empêché les cellules de se nourrir des peptides et les a poussées vers l’extinction.

Maintenant que les chercheurs savent que CNDP2 est un facteur derrière le processus coopératif de nutrition des cellules cancéreuses, ils ont pu tester ce qui se passe également lorsque l’enzyme est absente.

Carmona Fontine a déclaré : « Étant donné que nous avons supprimé leur capacité à sécréter l’enzyme et à utiliser les peptides dans leur environnement, les cellules dépourvues de CNDP2 ne peuvent plus coopérer, ce qui empêche la croissance de la tumeur. » Il a insisté sur le fait que : « La compétition reste essentielle pour le développement de la tumeur et la progression du cancer, mais notre étude suggère que les interactions coopératives au sein des tumeurs sont également importantes et qu’il est essentiel de les cibler. »

Les chercheurs espèrent que leurs résultats contribueront au développement de nouveaux traitements contre le cancer qui ciblent les processus de coopération entre les cellules cancéreuses, « une contribution conceptuelle qui aura un impact futur en clinique », a déclaré Carmona Fontine.