Cellules du cancer du sein (en bleu) mangeant la matrice extracellulaire (en jaune). Les points blancs brillants à l’intérieur des cellules sont des composants de la matrice extracellulaire qui sont digérés par les cellules afin d’obtenir les nutriments nécessaires à leur croissance. Crédit : Montserrat Llanses Martinez
Une étude récente a découvert que les cellules cancéreuses du sein confrontées à un manque d’énergie ont recours à l’ingestion et à la consommation de leur environnement pour surmonter la famine.
La recherche, menée par des scientifiques de l’Université de Sheffield et publiée dans la revue Biologie PLOSfournit un nouvel aperçu d’un mécanisme jusqu’alors inconnu de la survie des cellules cancéreuses et pourrait offrir une nouvelle cible pour le développement de thérapies.
Les cellules du sein, y compris les cellules tumorales, sont intégrées dans un réseau appelé matrice extracellulaire (MEC). Les nutriments sont rares dans la MEC, en raison du flux sanguin limité, et deviennent encore plus rares à mesure que les cellules tumorales se développent.
La chercheuse principale, la Dre Elena Rainero, de l’École des biosciences de l’Université de Sheffield, et son équipe ont étudié comment les tumeurs continuent de se développer – malgré le manque de nutriments – et comment les cellules tumorales s’approvisionnent en matières premières nécessaires à leur croissance.
Nouveaux mécanismes de survie
« Cette étude a identifié un nouveau mécanisme utilisé par les cellules cancéreuses du sein pour survivre dans l’environnement difficile dans lequel elles se trouvent au sein des tumeurs », a déclaré le Dr Elena Rainero, de l’Université de Sheffield.
« À mesure que les sources de nourriture se font rares, les cellules cancéreuses acquièrent la capacité de manger et de digérer les composants de la matrice qui les entoure. Nous avons identifié un processus métabolique clé dont les cellules ont besoin pour pouvoir tirer parti de la matrice, ce qui pourrait représenter une nouvelle cible thérapeutique.
Au cours de l’étude, financée par Cancer Research UK, le Dr Rainero et son équipe ont ensemencé des cellules d’adénocarcinome du sein soit dans du collagène (un composant majeur de la MEC), soit dans une préparation de matrice commerciale, soit sur du plastique, avec ou sans certains éléments critiques. acides aminés.
Sans ces acides aminés, les cellules sur plastique s’en sortaient mal par rapport à celles de l’une ou l’autre matrice. Des résultats similaires ont été observés avec d’autres modèles de matrice : les cellules tumorales étaient capables de surmonter la réduction des acides aminés lorsqu’elles étaient entourées d’une matrice.
Ensuite, en marquant par fluorescence le collagène et en observant son voyage à travers la cellule, les auteurs ont montré que les cellules absorbaient la MEC et la décomposaient en compartiments digestifs appelés lysosomes ; lorsque la MEC était traitée chimiquement pour réticuler ses composants, les cellules étaient incapables de l’ingérer.
Aperçus métaboliques et implications thérapeutiques
Une enquête plus approfondie a indiqué que l’absorption se faisait par un processus d’ingestion appelé macropinocytose, dans lequel la cellule engloutit de grandes quantités de matière extracellulaire.
L’analyse de leur métabolome a indiqué que l’approvisionnement et la dégradation de deux acides aminés, la tyrosine et la phénylalanine, dominaient les changements métaboliques en réponse à la famine. Les scientifiques de Sheffield ont noté que ces deux éléments peuvent servir de matière première pour la production d’énergie grâce au système tricarboxylique mitochondrial. acide (Krebs).
Lorsqu’ils ont détruit le stratifié décoratif haute pression (HPDL), une enzyme centrale dans le cheminement de la phénylalanine au TCA, la croissance cellulaire a été considérablement altérée.
Le blocage ou la réduction de l’expression de HPDL, ou du promoteur de la macropinocytose PAK1, réduit la capacité des cellules tumorales à migrer et à envahir les tissus environnants.
Le Dr Rainero a ajouté : « Nos résultats indiquent que les cellules cancéreuses du sein profitent des nutriments de la matrice extracellulaire en période de carence nutritionnelle, et que ce processus dépend à la fois de la macropinocytose et de la conversion métabolique des acides aminés clés en substrats libérant de l’énergie.
« Le métabolisme de la tyrosine et de la phénylalanine médié par les HPDL pourrait représenter une vulnérabilité métabolique des cellules cancéreuses se développant dans un microenvironnement privé de nutriments. »
MN, BY et ER sont financés par Cancer Research UK (C52879/A29144). MLM est financé par le programme de doctorat Sheffield/ARAP. FB est financé par la Fondation ARC pour la recherche sur le cancer et la Chaire d’Excellence AMIDEX AMX-2-CE-03. Les bailleurs de fonds n’ont joué aucun rôle dans la conception de l’étude, la collecte et l’analyse des données, la décision de publication ou la préparation du manuscrit.
