Des chercheurs découvrent comment les cellules cancéreuses se divisent malgré le traitement

Des chercheurs du laboratoire de Jean Cook, Ph.D., présidente et professeure au Département de biochimie et de biophysique, ont identifié les processus cellulaires qui se produisent lorsque vous prenez un médicament contre le cancer destiné à arrêter la croissance cellulaire rapide des tumeurs.

Les cellules cancéreuses peuvent détourner les cycles cellulaires pour augmenter leur nombre de manière exponentielle, un processus appelé prolifération. Les médicaments contre le cancer peuvent stopper la croissance des cellules cancéreuses en déclenchant une chaîne complexe d’événements génétiques et cellulaires. Mais souvent, cette histoire est plus complexe et implique des traitements qui ne fonctionnent pas aussi bien qu’on l’espérait.

De nouvelles recherches menées par le laboratoire de Cook suggèrent qu’une enzyme particulière est essentielle pour stopper la prolifération des cellules cancéreuses, en particulier lorsque les patients reçoivent des médicaments anticancéreux. Mais la fonction de cette enzyme n’est pas la même chez chacun d’entre nous. Le laboratoire de Cook a également découvert des détails intéressants sur la façon dont les cellules cancéreuses peuvent échapper aux thérapies conçues pour les arrêter.

Leurs conclusions, publiées dans la Actes de l’Académie nationale des sciencesoffrent aux développeurs de médicaments davantage d’informations à prendre en compte dans la lutte contre le cancer.

Les cellules peuvent activer ou désactiver des gènes pour contrôler l’expression de certaines protéines. Certaines protéines ont pour tâche de maintenir une division cellulaire précise et efficace, un peu comme les musiciens d’un orchestre sous le contrôle d’un chef d’orchestre. Les cellules ont la capacité de « désactiver » les contrôles de ces protéines régulatrices (c’est-à-dire de retirer le chef d’orchestre), ce qui permet aux cellules de se diviser sans restriction et de répliquer l’ADN des cellules nouvellement formées.

Pour isoler et cibler le rôle joué par la dégradation des protéines dans l’arrêt de la croissance cellulaire, Cook et son étudiant diplômé Brandon Mouery ont d’abord traité des cellules humaines en culture avec du palbociclib, un médicament contre le cancer du sein métastatique qui cible la prolifération cellulaire. En utilisant la microscopie, la cytométrie de flux et la protéomique, les chercheurs ont découvert que l’enzyme APC/C, qui cible normalement les protéines à dégrader pour réguler le cycle cellulaire, contribue à maintenir les effets positifs du palbociclib.

Cette découverte suggère que les médecins pourraient exploiter les niveaux d’APC/C dans les tumeurs cancéreuses pour prédire la réponse des patients au palbociclib et à d’autres médicaments anticancéreux de la même classe. Par exemple, une activité réduite de l’APC/C peut indiquer qu’un patient peut avoir une mauvaise réaction au traitement ou pourrait présenter un risque accru de rechute.

Cook et Mouery ont également découvert que les cellules cancéreuses et non cancéreuses peuvent échapper à l’arrêt de la prolifération induit par les médicaments et que les cellules échappant à ce traitement ont du mal à répliquer l’ADN par elles-mêmes. Une explication possible est qu’elles « délèguent » leurs tâches de réplication de l’ADN à des protéines qui initient la division cellulaire vers la fin du cycle cellulaire. Ces observations suggèrent que les cellules disposent de voies moléculaires alternatives qu’elles peuvent utiliser pour stimuler une croissance cellulaire incontrôlée.

« La prolifération cellulaire est étudiée de manière intensive depuis des décennies, mais nous pouvons encore être surpris », a déclaré Cook, qui est également membre du Centre de cancérologie Lineberger de l’UNC. « Dans ce cas, nous avons découvert que les cellules peuvent exécuter leur cycle cellulaire selon un ordre inversé d’événements. Parfois, notre compréhension classique est encore assez incomplète, nous devons donc garder l’esprit ouvert et remettre en question en permanence les paradigmes. »

Ces nouvelles découvertes pourraient conduire à de nouvelles interventions capables d’arrêter la prolifération de manière durable. En combinant leurs connaissances sur cette nouvelle voie d’évasion avec les erreurs de réplication de l’ADN associées au cancer, ils pourraient ouvrir la voie à de nouvelles méthodes pour forcer les cellules cancéreuses à se développer de manière « autodestructrice ».