Des chercheurs du Francis Crick Institute ont découvert que certaines cellules cancéreuses du poumon particulièrement agressives peuvent développer leur propre réseau électrique, comme celle observée dans le système nerveux du corps.
Cette propriété unique pourrait les rendre moins dépendantes de l'environnement entourant la tumeur et même se propager plus facilement.
Le cancer du poumon à petites cellules (SCLC) est l'un des types de cancer les plus difficiles à traiter et s'est souvent répandu au moment où les gens sont diagnostiqués. Il provient principalement de cellules neuroendocrines (NE), qui aident à réguler l'air et le flux sanguin dans les poumons.
Dans la recherche publiée aujourd'hui dans Nature, L'équipe du Crick a recherché une activité électrique dans des échantillons de SCLC humains et de souris, visant à déterminer si une telle activité peut sous-tendre l'agressivité de ce type de cancer.
En utilisant des techniques de neurosciences, ils ont constaté que les cellules SCLC étaient «hors réseau». Ils ont pu générer leur propre activité électrique, construire leur propre réseau électrique au sein de la tumeur et devenant indépendant de l'approvisionnement électrique principal du corps, y compris les nerfs entourant la tumeur.
Garder les cellules cancéreuses alimentées
Parce que le licenciement des signaux électriques nécessite beaucoup d'énergie, les chercheurs ont étudié comment cette énergie était générée.
Au fil du temps, l'équipe a noté des changements importants dans l'expression des gènes à mesure que le cancer progressait, ce qui a permis à certaines cellules de perdre leur identité NE et de devenir des cellules cancéreuses non neuroendocrines (non NE).
Ils ont également observé qu'ensemble, ces cellules cancéreuses ont collaboré pour promouvoir le développement tumoral. Les gènes permettant la communication électrique ont été activés dans les cellules NE, et les gènes relatifs à la production d'un environnement de soutien ont été activés dans les cellules non NET.
Les chercheurs ont vu que les cellules NE et non NET présentaient une relation similaire à celle des neurones et de l'astroglie – les cellules cérébrales électriques et les cellules de ménage voisines qui les soutiennent. Comme les processus observés dans le cerveau, les cellules non NET faisaient la navette du lactate, une source d'énergie alternative et efficace pour les cellules NE, pour aider à alimenter leur activité électrique. Le blocage de la pompe de lactate a diminué l'activité électrique des cellules NE, montrant que cette relation est importante pour que la tumeur se soutient.
L'activité électrique conduit à l'agression
Malgré les mêmes changements cancérigènes dans leur ADN, les chercheurs ont vu chez la souris que les cellules non NE ne se sont pas propagées et ont démarré des tumeurs ailleurs dans le corps. Ainsi, pour déterminer l'impact de l'activité électrique dans les cellules NE, l'équipe a utilisé une toxine à partir de poissons bouffés appelée tétrodotoxine (TTX), qui supprime l'activité électrique. Ils ont observé que le TTX n'a pas tué les cellules NE dans un plat, mais a réduit leur potentiel pour former à long terme les tumeurs, sans effet sur les cellules non NE.
Enfin, l'équipe a examiné les marqueurs moléculaires d'une activité électrique accrue dans une cohorte de personnes atteintes de SCLC, constatant que ces marqueurs étaient élevés dans les cellules cancéreuses par rapport aux cellules saines adjacentes. Ils ont également observé que le cancer progressait, les cellules non-NE ont montré des marqueurs suggérant qu'ils pompaient de plus en plus de lactate. Ces changements dans le modèle de ravitaillement des cellules NE sont distincts de la plupart des autres types de cancer qui ne peuvent pas construire leur propre réseau électrique.
Ensemble, ces résultats suggèrent que l'activité électrique des cellules NE entraîne la capacité de la tumeur à se développer et à se propager, une cause majeure de décès par cancer chez les patients.
Paola Peinado Fernandez, boursier postdoctoral et auteur co-dirigé de l'étude, a déclaré: « Nos travaux montrent que les cellules NE dans SCLC ont la possibilité de partir » hors réseau « , commençant à générer leur propre approvisionnement électrique, et également alimenté par Cellules non NON de soutien plutôt que les sources d'énergie utilisées par la plupart des autres cellules.
« Nous avons identifié une fonctionnalité qui rend ces types de cancers plus agressifs et plus difficiles à traiter. Nous pensons que cette autonomie acquise des cellules cancéreuses pourrait les libérer de la dépendance de leur environnement. »
Nous savions que certaines cellules cancéreuses peuvent imiter le comportement neuronal, mais nous ne savions pas comment le développement d'un réseau électrique indépendant pourrait avoir un impact sur le développement de la maladie. En combinant les techniques de recherche de neurosciences et de cancer, nous avons pu examiner cette maladie sous un angle différent.
Il y a encore un long chemin à parcourir pour comprendre l'impact biologique de cette activité électrique et les mécanismes de maladie spécifiques qui rendent la tumeur plus agressive et plus difficile à traiter. Mais nous espérons que pour comprendre la façon dont ces cellules cancéreuses sont alimentées, nous pouvons également exposer des vulnérabilités qui pourraient être ciblées avec les traitements futurs. «
Leanne Li, chef du laboratoire du cancer-neuroscience au crick
Les prochaines étapes de l'équipe de recherche consistent à étudier l'impact de l'activité électrique dans d'autres types de cancers et à déterminer si le ciblage de cette propriété dans le cancer du poumon à petites cellules pourrait révéler de nouvelles options de traitement.
