Une découverte surprise révèle une nouvelle voie potentielle pour affamer le cancer
Un mécanisme de survie des levures pendant la famine pourrait inspirer de nouveaux traitements contre le cancer en ciblant la capacité des cellules cancéreuses à entrer en dormance.
La découverte d’un mécanisme de survie inattendu utilisé par la levure lors du brassage de la bière pourrait conduire à de nouveaux progrès dans les traitements contre le cancer.
La découverte, réalisée par des scientifiques de la faculté de médecine de l’Université de Virginie et leurs collaborateurs de l’EMBL en Allemagne, révèle une adaptation jamais vue auparavant qui aide les cellules de levure à entrer en dormance lorsque les nutriments sont rares. Cette capacité à hiberner pendant le stress reflète la capacité du cancer à survivre aux pénuries de nutriments qui accompagnent la croissance incontrôlée des cellules cancéreuses.
Ces découvertes inattendues pourraient conduire à de nouvelles stratégies visant à rendre les cellules cancéreuses plus vulnérables à la famine et plus faciles à traiter, a déclaré le chercheur Ahmad Jomaa, PhD, du département de physiologie moléculaire et de physique biologique de l’École de médecine.
« Les cellules peuvent faire une pause lorsque les choses deviennent difficiles en s’endormant profondément afin de rester en vie, puis plus tard, elles semblent revenir », a déclaré Jomaa, qui fait partie du Centre de physiologie des membranes et des cellules de l’UVA. « C’est pourquoi nous devons comprendre les bases de l’adaptation à la famine et comment ces cellules deviennent dormantes pour rester en vie et éviter la mort. »
Survivre au stress
S.pombe est un espèces de levure utilisée depuis des siècles pour brasser la bière. Mais c’est aussi un outil de recherche inestimable pour les scientifiques en raison de sa similitude avec les cellules humaines. En comprenant mieux S.pombenous pouvons mieux comprendre les processus cellulaires fondamentaux dans les cellules saines et cancéreuses.
En collaboration avec Simone Mattei, PhD, et ses collègues de l’EMBL, Jomaa et son équipe ont découvert que lorsque les batteries des cellules de levure entrent en hibernation pour éviter le stress, elles s’enveloppent dans une couverture inattendue. Les surfaces de ces batteries, appelées mitochondries, se recouvrent de ribosomes désactivés, une machinerie cellulaire qui fabrique normalement des protéines.
La raison pour laquelle ces ribosomes inactifs s’attachent aux mitochondries reste un mystère. « Il pourrait y avoir différentes explications », a déclaré Mattei. « Une cellule affamée finira par commencer à se digérer, de sorte que les ribosomes pourraient recouvrir les mitochondries pour les protéger. Ils pourraient également s’attacher pour déclencher une cascade de signalisation à l’intérieur des mitochondries.
Les chercheurs ont pu visualiser comment les ribosomes s’attachent aux mitochondries jusqu’au niveau moléculaire en utilisant une cryomicroscopie électronique à particule unique et une tomographie cryoélectronique étonnamment puissantes. Ils ont été surpris de découvrir que les ribosomes s’étaient attachés « à l’envers », en utilisant une petite sous-unité de leur anatomie. Ce type d’interaction n’avait jamais été observé auparavant et pourrait aider à déchiffrer le secret de la façon dont les cellules entrent en dormance et se réveillent. « Nous savions que les cellules essaieraient d’économiser de l’énergie et de désactiver leurs ribosomes, mais nous ne nous attendions pas à ce qu’elles s’attachent dans un état positif aux mitochondries », a déclaré Maciej Gluc, étudiant diplômé du laboratoire de Jomaa et co-premier auteur. d’un nouvel article scientifique décrivant la découverte.
Les nouvelles découvertes pourraient avoir des implications importantes pour notre compréhension du cancer. Les cellules cancéreuses sont confrontées à des pénuries perpétuelles de nutriments en raison de leur croissance incontrôlée, et elles entrent souvent en dormance, ou « quiescence », pour survivre et échapper à la détection par notre système immunitaire. Comprendre comment ils procèdent pourrait conduire à de nouvelles façons de cibler les cellules cancéreuses afin d’améliorer les résultats pour les patients et de prévenir les rechutes.
« Pour les prochaines étapes, nous visons à comprendre non seulement comment les cellules régulent l’entrée en dormance, mais aussi comment elles se réveillent de ce sommeil profond. Pour l’instant, nous utiliserons de la levure car elle est beaucoup plus simple à manipuler. Nous étudions désormais également cela dans des cellules cancéreuses en culture, ce qui n’est pas une tâche facile », a déclaré Jomaa. « À terme, j’espère que les recherches de mon groupe jetteront les bases de la découverte de nouveaux marqueurs permettant de suivre les cellules cancéreuses dormantes. Ces cellules ne sont pas faciles à détecter dans les contextes de diagnostic, mais nous espérons que nos recherches susciteront davantage d’intérêt et nous aideront à atteindre notre objectif.
Référence : « Les ribosomes hibernent sur les mitochondries pendant le stress cellulaire » par Olivier Gemin, Maciej Gluc, Higor Rosa, Michael Purdy, Moritz Niemann, Yelena Peskova, Simone Mattei et Ahmad Jomaa, 8 octobre 2024, Communications naturelles.
DOI : 10.1038/s41467-024-52911-4
La recherche a été soutenue par le programme Searle Scholars, l’American Cancer Society, le département de physiologie moléculaire et de physique biologique de l’UVA et le laboratoire européen de biologie moléculaire.
