La faiblesse des cellules cancéreuses du poumon et du rein pourrait servir de cible thérapeutique

Des chercheurs de l'Université du Texas MD Anderson Cancer Center ont fait une découverte importante sur la façon dont certains cancers dépendent du glucose pour survivre, ce qui pourrait conduire au développement de traitements spécifiques aux tumeurs qui n'affectent pas les cellules saines.

Crédits image: lumière cristalline / Shutterstock.com

L'équipe décrit comment certaines cellules cancéreuses qui ont une expression élevée d'un certain transporteur d'acides aminés et deviennent effectivement «accro» au glucose pourraient être ciblées avec des inhibiteurs du transporteur de glucose (GLUT).

Le transporteur d'acides aminés est appelé membre de la famille des porteurs de soluté 7 (SLC7A11) et des exemples de cancers qui l'expriment à des niveaux élevés sont le cancer du poumon et le cancer du rein.

L'étude, récemment publiée dans la revue Nature Cell Biology, visait à trouver des approches de traitement spécifiques aux tumeurs basées sur la reprogrammation métabolique que les cellules cancéreuses utilisent pour survivre.

Le responsable de l’étude, Boyi Gan, du département de radio-oncologie expérimentale de l’université, explique que c’est cette reprogrammation métabolique qui fait souvent que les cellules cancéreuses deviennent extrêmement dépendantes de certains nutriments si elles ont une chance de survivre.

«Limiter l'apport de ces nutriments ou bloquer leur absorption ou leur métabolisme par des moyens pharmacologiques peut tuer sélectivement les cellules cancéreuses« dépendantes »sans affecter les cellules normales. Notre compréhension de la dépendance aux nutriments dans les cellules cancéreuses peut fournir de grandes informations pour cibler les vulnérabilités métaboliques dans les thérapies contre le cancer,» dit Gan.

La chimie qui sous-tend la «dépendance» aux nutriments des cellules cancéreuses

Gan donne un exemple de la façon dont cette dépendance aux nutriments peut être utilisée comme approche thérapeutique dans la leucémie lymphoblastique aiguë.

Cette maladie rare, qui affecte les globules blancs, est agressive et évolue rapidement. Elle peut affecter les adultes et les enfants, mais elle se développe généralement chez les enfants, les adolescents et les jeunes adultes et est la forme de leucémie la plus courante chez les enfants. Dans la majorité des cas, elle touche les enfants de 0 à 5 ans et est légèrement plus fréquente chez les garçons que chez les filles.

Contrairement aux cellules saines, les cellules cancéreuses observées dans la leucémie lymphoblastique aiguë sont incapables de fabriquer l'asparagine, un acide aminé non essentiel nécessaire à la synthèse des glycoprotéines et d'autres protéines. Comme les cellules cancéreuses ne peuvent pas fabriquer cet acide aminé, elles dépendent de sources extracellulaires pour leur survie. Le traitement décrit par Gan perturbe cette source d'asparagine extracellulaire et une fois que les cellules cancéreuses ne peuvent plus acquérir cet acide aminé important, elles meurent.

Un autre exemple d'un acide aminé dont les cellules cancéreuses dépendent est la cystine – un composant protéique que l'on trouve couramment dans les œufs, la viande et les produits laitiers et qui est connu pour exercer une puissante activité antioxydante.

La majorité des cellules cancéreuses acquièrent de la cystine en utilisant le transporteur d'acides aminés SLC7A11. Une fois que la cellule cancéreuse a utilisé le transporteur pour importer de la cystine, elle convertit la cystine en un autre acide aminé appelé cystéine. Cet acide aminé est utilisé pour produire et accumuler du glutathion.

En tant qu'antioxydant, le glutathion empêche les composants cellulaires essentiels d'être endommagés par les espèces réactives de l'oxygène. L'accumulation de stocks de glutathion aide donc les cellules cancéreuses à survivre et c'est l'acide aminé le plus abondant dans le corps.

«Le SLC7A11 est fréquemment surexprimé dans les cancers et a un rôle bien établi dans le maintien des niveaux de glutathion qui réduisent la mort des cellules cancéreuses», explique Gan.

Trop de cystine peut être toxique pour les cellules cancéreuses

Cependant, Gan dit que la présente étude a révélé que l'importation de cystine représente un danger pour les cellules cancéreuses. Comme il s'agit de l'un des acides aminés les moins solubles, une accumulation excessive de cystine à l'intérieur des cellules peut être toxique. Les cellules cancéreuses doivent donc transformer rapidement la cystine en cystéine apparentée.

Par conséquent, les cellules cancéreuses avec des niveaux élevés de SLC7A11 et une forte demande de cystine dépendent du glucose pour leur survie. »

Boyi Gan, Université du Texas MD Anderson Cancer Center

Une nouvelle approche thérapeutique prometteuse

Gan et son équipe ont donc démontré une vulnérabilité métabolique parmi les cellules cancéreuses qui était associée à des niveaux élevés d'expression de SLC7A11 – une découverte qui pourrait ouvrir la voie à de nouvelles approches thérapeutiques.

Les chercheurs ont découvert que l'utilisation d'inhibiteurs (GLUT) pour éliminer l'apport de glucose vers lequel se tournent les cellules cancéreuses a conduit la cystine à s'accumuler à l'intérieur des cellules à un niveau toxique.

Cette stratégie détruit donc spécifiquement les cellules cancéreuses riches en SLC7A11 et supprime la croissance tumorale.

Les résultats suggèrent que les inhibiteurs de GLUT peuvent représenter une nouvelle approche prometteuse pour traiter les cancers tels que le cancer du poumon et du rein où les tumeurs expriment des niveaux élevés du transporteur d'acides aminés SLC7A11.