Les cellules cancéreuses peuvent acquérir des structures générateurs d'énergie appelées mitochondries des cellules nerveuses voisines, ce qui semble aider à leur propagation, une découverte qui pourrait conduire à de nouveaux traitements
Une cellule nerveuse (vert taché) poussant parmi une culture de cellules cancéreuses
Les cellules cancéreuses volent des parties générant de l'énergie des cellules nerveuses pour alimenter leur propagation à des sites distants, une découverte qui pourrait améliorer les traitements contre les tumeurs les plus meurtrières.
«C'est la première fois que l'échange mitochondrial est démontré des nerfs aux cellules cancéreuses», explique Elizabeth Repasky au Roswell Park Comprehensive Cancer Center à Buffalo, New York, qui n'a pas été impliqué dans la recherche. «C'est une prochaine étape majeure dans les neurosciences du cancer, un domaine qui explose.»
Nous savions déjà que les cellules nerveuses, ou les neurones, à l'intérieur et les tumeurs environnantes produisent des protéines et des signaux électriques qui aident le cancer à se développer et à se propager. «Les cancers avec une densité nerveuse plus élevée sont associés à un pronostic plus faible», explique Simon Grelet à l'Université de l'Alabama du Sud.
Des études antérieures ont également montré que les cellules cancéreuses du cerveau peuvent acquérir des mitochondries – des structures générateurs d'énergie – à partir de cellules cérébrales non neuronales. Mais on ne sait pas si les cellules tumorales pouvaient prendre des mitochondries des cellules nerveuses, explique Grelet.
Pour le découvrir, lui et ses collègues des cellules cancéreuses du sein génétiquement modifiées de souris pour contenir une molécule fluorescente rouge et les mélangent avec des cellules nerveuses de souris, contenant des mitochondries marquées avec un pigment vert, dans un plat de laboratoire. En imaginant les cellules, ils ont constaté que les cellules cancéreuses ont volé des mitochondries des cellules nerveuses en quelques heures.
«Les cellules cancéreuses allongent leur membrane afin qu'elles volent, siphonnent, les mitochondries des neurones», explique Grelet. «C'est comme un train de mitochondries qui passe par une très petite structure, entrant dans la cellule cancéreuse à la fois», dit-il.
Pour voir si cela se produit dans le corps, les chercheurs ont injecté des cellules cancéreuses du sein rouge dans les mamelons de souris femelles pour former des tumeurs. Ils ont également génétiquement conçu les nerfs autour des tumeurs pour transporter des mitochondries vertes. Environ un mois plus tard, 2% des cellules cancéreuses de ces tumeurs avaient acquis des mitochondries de neurones.
En revanche, 14% des cellules tumorales qui s'étaient propagées au cerveau transportaient des mitochondries dérivées nerveuses – ce qui suggère que les cellules cancéreuses avec des mitochondries dérivées nerveuses étaient bien meilleures à se propager que celles qui ne sont pas. D'autres expériences suggèrent que cela est dû au fait que les cellules avec des mitochondries volées sont mieux pour durcir les stress physiques et chimiques qu'ils rencontrent dans la circulation sanguine.
«Il y a beaucoup, beaucoup d'obstacles pour une cellule cancéreuse qui essaie de se propager», explique Repasky. «Ils doivent sortir de la tumeur initiale, se faire à travers des barrières des vaisseaux sanguins, sortir du sang, puis obtenir suffisamment d'oxygène et de nutriments sur le site secondaire – la plupart d'entre eux ne le font pas», dit-elle. «Le vol de mitochondries semble permettre aux cellules cancéreuses de mieux supporter ce parcours d'obstacles», dit-elle.
Pour explorer si cela se produit chez les personnes, les chercheurs ont analysé les échantillons de tumeurs de huit femmes atteintes d'un cancer du sein qui s'étaient propagées à des sites distants dans leur corps. Ils ont constaté que les cellules tumorales d'autres parties du corps avaient 17% de mitochondries de plus, en moyenne, par rapport à celles du sein, ce qui suggère que le processus se produit chez les patients, explique Grelet.
De plus, l'équipe a analysé un échantillon de tumeur de la prostate humaine et a constaté que les cellules cancéreuses plus proches des nerfs contenaient beaucoup plus de mitochondries que celles plus loin. «Nous pensons que ce serait un mécanisme universel que toutes sortes de tumeurs vont faire», explique Gustavo Ayala, membre de l'équipe, du membre de l'équipe au University of Texas Health Sciences de Houston.
Les résultats suggèrent que le blocage du transfert mitochondrial pourrait réduire la propagation des tumeurs les plus meurtrières. «Je crois que ce sera possible, au moins dans certains types de tumeurs», explique Repasky. Ayala dit que les chercheurs prévoient de développer des médicaments qui peuvent le faire.
