La polyploïdie est un état dans lequel une cellule contient plus de copies du matériel génétique que la cellule « diploïde » habituelle, qui en contient deux copies. La polyploïdie survient souvent dans les maladies humaines et les cancers, et son effet sur le devenir des cellules n'était pas clair. Cependant, des chercheurs japonais ont montré que la polyploïdie peut être une arme à double tranchant en matière de cancer et de traitement.
Dans une étude publiée ce mois-ci dans Découverte de la mort cellulairedes chercheurs de l'Université d'Osaka ont révélé que la polyploïdie est étroitement liée à l'accumulation de dommages au matériel génétique au sein de la cellule, tout en permettant également à ces cellules de tolérer des niveaux plus élevés de dommages à l'ADN.
La polyploïdisation peut se produire naturellement dans des organes tels que le foie, où elle peut constituer un avantage, permettant aux cellules hépatiques de tolérer des niveaux élevés d'exposition aux molécules toxiques traitées par le foie dans le cadre de son fonctionnement. Cependant, cette polyploïdie peut aussi être à l'origine de carcinogenèse, et ces cancers sont fréquemment résistants aux médicaments anticancéreux.
En utilisant une lignée de cellules hépatiques humaines, l’équipe a montré que l’apparition de polyploïdie ne conduisait pas toujours au processus appelé « sénescence », par lequel les cellules cessent de se diviser. La présence de dommages à l’ADN a entraîné des difficultés lors de la division des cellules, augmentant ainsi le risque d’erreurs et de développement d’une polyploïdisation. Dans le même temps, la présence de polyploïdisation a augmenté la quantité de dommages à l’ADN, en raison du stress que le matériel génomique supplémentaire exerce sur le processus de division cellulaire.
Cependant, l’équipe a également découvert que les cellules polyploïdes peuvent tolérer davantage de dommages à l’ADN que les cellules diploïdes. À mesure que les cellules diploïdes accumulent des dommages, elles finissent par arrêter la division cellulaire et commencent à présenter un phénotype connu sous le nom de phénotype sécrétoire associé à la sénescence, ou SASP. Il a fallu un niveau plus élevé de dommages à l’ADN pour que les cellules polyploïdes présentent un arrêt de croissance ou SASP.
Comme les cellules polyploïdes contiennent plus de copies de l'information génétique que les cellules diploïdes, les dommages à l'ADN qui s'accumulent sont moins susceptibles de se produire dans toutes les copies d'un gène essentiel, ce qui permet aux cellules de survivre plus longtemps. »
Kazuki Hayashi, auteur principal de l'étude
L’étude fournit également une réponse quant à la raison pour laquelle les cancers dérivés de cellules polyploïdes sont souvent résistants aux traitements médicamenteux anticancéreux. Certains médicaments de chimiothérapie endommagent l’ADN cellulaire pour arrêter la croissance cellulaire. Ils ciblent les cellules cancéreuses car elles croissent et se divisent beaucoup plus rapidement que les cellules saines.
« La plus grande tolérance des cellules polyploïdes aux dommages de l'ADN explique pourquoi ces cellules présentent une résistance à ces agents endommageant l'ADN, inhibant ainsi le traitement de ces cancers », explique Tomonori Matsumoto, auteur principal.
Maintenant que les détails de ce lien étroit entre la polyploïdie et les dommages à l'ADN ont été révélés, cela aidera à surmonter la résistance aux médicaments présentée par les cellules cancéreuses polyploïdes et ouvrira la voie à de nouveaux traitements pour ces cancers.
