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La découverte de la faiblesse des cellules cancéreuses du cerveau pourrait améliorer le traitement
Les biologistes ont découvert une faiblesse dans un groupe de cellules cancéreuses du cerveau pouvant conduire à un nouveau traitement du glioblastome, la forme la plus mortelle de la maladie.
Les chercheurs ont découvert qu'un sous-groupe de cellules tumorales du cerveau surexprime une enzyme qui pourrait constituer une nouvelle cible pour les médicaments.
Écrire dans le journal La nature, dont des membres du Massachusetts Institute of Technology (MIT) et du Whitehead Institute for Biomedical Research de Cambridge, au Massachusetts, décrivent comment ils ont découvert qu'un sous-ensemble de cellules tumorales de glioblastome surexpriment une enzyme qui dégrade un acide aminé.
Sans l'enzyme appelée GLDC, les cellules tumorales du cerveau meurent en raison de l'accumulation de sous-produits toxiques du métabolisme.
L'auteur principal, le Dr Dohoon Kim, a déclaré que le blocage du GLDC dans les cellules du glioblastome pourrait constituer une nouvelle façon de traiter le cancer.
Le Dr Kim est chercheur postdoctoral dans le laboratoire de l'auteur principal David M. Sabatini, membre de l'Institut Whitehead et professeur de biologie au MIT.
L’équipe a rencontré le GLDC lorsqu’ils se sont penchés sur des maladies connues sous le nom «d’erreurs innées du métabolisme». Ces maladies, dont beaucoup affectent le cerveau, surviennent lorsque certaines cellules sont dépourvues de certaines enzymes importantes pour un fonctionnement sain.
Le GLDC est hyperactif dans un sous-ensemble de cellules de glioblastome qui expriment trop de SHMT2
Un exemple de maladie provoquée par une erreur innée du métabolisme est la phénylcétonurie. Cette maladie génétique rare est celle où le corps ne peut pas dégrader l'acide aminé phénylalanine, qui s'accumule dans le sang et le cerveau. Les patients atteints de ce trouble doivent suivre un régime alimentaire pauvre en protéines et éviter de consommer de la phénylalanine pour prévenir une déficience intellectuelle et des convulsions.
Les cellules ont également besoin de GLDC pour décomposer les acides aminés glycine. La perte de GLDC entraîne un trouble appelé hyperglycinémie non cétotique, qui provoque une accumulation de glycine dans le cerveau et peut entraîner un retard mental grave.
Le GLDC est souvent hyperactif dans un sous-ensemble de cellules de glioblastome. L'équipe a découvert que cela ne se produit que dans les cellules de glioblastome qui surexpriment également un gène appelé SHMT2, qui convertit la sérine en acides aminés en glycine.
L'équipe a découvert que les cellules cancéreuses du cerveau dépendent tellement de la GLDC que lorsqu'elles les perdent, elles meurent.
Lorsqu'ils ont étudié plus avant, les chercheurs ont découvert que le SHMT2 était le plus fortement exprimé dans les cellules de glioblastome situées dans des zones à très faible teneur en oxygène et en nutriments - des zones appelées «régions ischémiques».
Les régions ischémiques se trouvent souvent au centre des tumeurs, où l'apport sanguin est faible. Les chercheurs ont découvert que SHMT2 aide les cellules à survivre dans cet environnement pauvre en oxygène en raison de ses effets sur PKM2, une enzyme qui aide à décomposer le glucose et participe également à la fabrication de nouvelles cellules cancéreuses. Dr. Kim explique:
"Les cellules qui ont une activité SHMT2 élevée ont une faible activité PKM2 et, par conséquent, un faible taux de consommation d'oxygène, ce qui les rend plus aptes à survivre dans le microenvironnement des tumeurs ischémiques."
L'activité élevée de SHMT2 dans cet environnement pauvre en oxygène conduit à une grande quantité de glycine, que les cellules doivent décomposer en utilisant le GLDC.
Sans GLDC, les cellules cancéreuses décomposent la glycine de manière à les tuer
Les chercheurs ont découvert que sans GLDC, les cellules essayent de dégrader la glycine par une voie différente, ce qui génère des produits toxiques qui les accumulent et les détruisent.
Les chercheurs suggèrent qu'un composé qui bloque le GLDC dans ces cellules pourrait mener à un nouveau traitement potentiel du glioblastome. Ils recherchent maintenant un tel composé.
L’American Brain Tumor Association, les National Institutes of Health et l’Institut Koch ont financé la recherche.
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