Stimulation des cellules cancérigènes par la famine de l'oxygène

De nouvelles recherches ont suggéré qu'un type d'immunothérapie qui cultive les cellules T tueuses des patients dans un laboratoire avant d'affiner leur pouvoir destructeur du cancer et de les renvoyer pourrait être rendu plus efficace en faisant croître les cellules T tueuses dans une culture à faible teneur en oxygène.
Les résultats d'une nouvelle étude suggèrent que les cellules T tueuses - qui agissent pour détruire le cancer - pourraient être plus efficaces si elles étaient cultivées dans un environnement pauvre en oxygène.

Écrire dans le journal Rapports de celluleDes chercheurs de l’Institut Weizmann des sciences d’Israël suggèrent que leur découverte pourrait accroître le pouvoir de l’immunothérapie dans la lutte contre les tumeurs solides, qui posent un défi particulier aux cellules T tueuses.

Les lymphocytes T tueurs, également connus sous le nom de lymphocytes T cytotoxiques (CTL), sont un type spécialisé de globules blancs appelés lymphocytes T CD8 +, considérés comme les "fantassins du système immunitaire".

Les CTL tuent directement les cellules endommagées, les cellules cancéreuses et les cellules infectées par des virus et d'autres agents pathogènes.

L'auteur principal, Guy Shakhar, professeur à l'Institut Weizmann, explique que si les cellules T tueuses sont les principaux agents de l'immunothérapie anticancéreuse, «elles ne parviennent pas toujours à éliminer la tumeur maligne».

Cependant, il dit que "en faisant pousser ces cellules T dans un environnement pauvre en oxygène, nous pouvons les transformer en des tueurs plus efficaces".

Les cellules tumorales peuvent résister à une faible teneur en oxygène

À l'heure actuelle, l'immunothérapie anticancéreuse qui stimule les propres cellules T tueuses des patients fonctionne mieux contre certaines leucémies et certains lymphomes. Cependant, il est moins efficace pour éliminer les tumeurs solides, dans lesquelles les niveaux d'oxygène sont très bas.

Les niveaux d'oxygène dans les tumeurs solides, exprimés en pourcentage du gaz dissous dans les cellules entourant le fluide, vont de 0,5 à 5%. Ceci est inférieur à celui de la plupart des organes sains et considérablement inférieur aux 20% normalement fixés pour les cellules en croissance dans l'incubateur de laboratoire.

Une faible teneur en oxygène ne semble pas entraver les cellules tumorales - par exemple, cela ne les empêche pas de prendre et de métaboliser le glucose, qui est leur principale source de carburant.

Mais l'environnement pauvre en oxygène de la tumeur n'est pas favorable aux cellules T tueuses. Les chercheurs se réfèrent à plusieurs études qui en offrent la preuve.

Mélanome avancé: des essais novateurs pourraient transformer le traitementApprenez-en plus sur deux nouveaux essais qui pourraient rapprocher le jour où le mélanome est une maladie avec laquelle les gens vivent plutôt que d'en mourir.Lisez maintenant

Par exemple, il semble que les zones tumorales à faible teneur en oxygène attirent d'autres cellules, telles que les "macrophages associés aux tumeurs de type M2" et les "cellules T régulatrices", qui peuvent perturber le fonctionnement des cellules T tueuses.

De plus, les poches à faible teneur en oxygène dans les tumeurs favorisent le métabolisme anérobie du glucose, ce qui entraîne un environnement acide qui atténue l'activité des cellules T tueuses.

«Meilleur rejet de la tumeur et survie»

Des études antérieures ont montré que la croissance des cellules T tueuses dans des conditions de faible teneur en oxygène améliore leur capacité à tuer d'autres cellules en laboratoire. Mais jusqu'à ce nouveau travail dans le laboratoire du professeur Shakhar, leur capacité à tuer le cancer n'avait pas été étudiée.

Ainsi, pour leur propre enquête, l'équipe a expérimenté la culture de cellules T tueuses en culture dans le laboratoire à seulement 1% d'oxygène et les a comparées avec des cellules cultivées à 20%, comme auparavant.

Ils ont découvert que les cellules T tueuses privées d'oxygène étaient plus efficaces pour attaquer les cellules cancéreuses de mélanome en culture que les cellules T tueuses cultivées dans les conditions habituelles d'oxygène.

Entre temps, l'équipe a implanté des souris présentant des cellules tumorales sous leur peau. Ensuite, une fois que les tumeurs ont formé une couche de 7 jours, elles ont injecté à certaines souris des cellules T tueuses privées d'oxygène, certaines avec des cellules T tueuses ayant poussé dans les conditions habituelles et laissant le reste non traité.

Ils ont constaté que les souris traitées avec des cellules T tueuses privées d'oxygène, ou "CTL hypoxiques", présentaient "un meilleur rejet et une meilleure survie de la tumeur" que les autres.

Une faible teneur en oxygène entraîne des coups de poing plus mortels

Lorsque les chercheurs ont examiné de plus près les lymphocytes T tueurs privés d'oxygène, ils ont découvert qu'ils ne pénétraient pas nécessairement plus profondément dans les tumeurs, mais qu'ils disposaient de meilleures armes pour tuer les cellules tumorales.

Les cellules T tueuses ont un certain nombre d'armes pour attaquer les cellules cancéreuses. L'un d'entre eux est une enzyme destructrice appelée granzyme-B, qu'ils conditionnent en "granules". Ils libèrent les granules dans les cellules cancéreuses après les avoir percés à l'aide d'une protéine appelée «perforine».

L'équipe a constaté que, alors que les cellules T tueuses, dépourvues d'oxygène, contenaient le même nombre de granules que les cellules non affamées et les libéraient aussi efficacement, elles «emballaient plus de granzyme-B dans chaque granule sans produire plus de perforine».

En d'autres termes, bien que les cellules T tueuses dépourvues d'oxygène aient fourni le même nombre de poinçons que les cellules non affamées, chaque coup de poing était plus mortel.

Le professeur Shakhar compare les cellules T tueuses, dépourvues d'oxygène, aux alpinistes qui s'acclimatent à des niveaux d'oxygène inférieurs. "De même que l'entraînement en altitude augmente l'endurance chez les humains, il est donc évident que le fait de placer des cellules T tueuses dans un" régime physique "les durcit", explique-t-il.

Lui et ses collègues soulignent que leur méthode doit maintenant être confirmée chez l'homme. Si tel est le cas, il offre un moyen immédiat d'améliorer l'efficacité de l'immunothérapie pour les tumeurs solides.

"Dans l'immunothérapie cellulaire, les cellules T doivent être éliminées et cultivées en dehors du corps. Leur croissance sous faible pression d'oxygène est relativement simple, mais ce petit ajustement aux protocoles cliniques existants peut améliorer de manière significative l'efficacité du traitement."

Guy Shakhar