Les scientifiques ont transformé les cellules de graisses blanches en stockage de l'énergie en graisses «beige» brûlant des calories. Une fois implantés, ils ont surpassé les tumeurs pour les ressources, battant cinq types de cancer différents dans des expériences en laboratoire.
La liposuccion et la chirurgie plastique ne sont pas souvent mentionnés dans le même souffle que le cancer.
Mais ils sont l'inspiration d'une nouvelle approche pour traiter le cancer qui utilise des cellules graisseuses d'ingénierie pour priver les tumeurs de nutrition.
Des chercheurs de UC San Francisco ont utilisé la technologie d'édition de gènes CRISPR pour transformer les cellules graisseuses blanches ordinaires en cellules graisseuses « beige », qui consomment voraciément les calories pour faire de la chaleur.
Ensuite, ils les ont implantés près des tumeurs de la façon dont les chirurgiens plasticiens injectent de la graisse d'une partie du corps pour repulper un autre. Les cellules graisseuses ont effrayé tous les nutriments, affamant la plupart des cellules tumorales à mort. L'approche a même fonctionné lorsque les cellules graisseuses ont été implantées chez des souris loin des sites de leurs tumeurs.
S'appuyer sur des procédures courantes pourrait accélérer l'arrivée de l'approche en tant que nouvelle forme de thérapie cellulaire.
« Nous éliminons déjà régulièrement les cellules graisseuses avec la liposuccion et les avons remis par chirurgie plastique », a déclaré Nadav Ahituv, PhD, directeur de l'Institut UCSF pour la génétique humaine et professeur au Département de bio-ingénierie et des sciences thérapeutiques. Il est l'auteur principal du journal, qui apparaît le 4 février Biotechnologie de la nature.
« Ces cellules graisseuses peuvent être facilement manipulées dans le laboratoire et reposées en toute sécurité dans le corps, ce qui en fait une plate-forme attrayante pour la thérapie cellulaire, y compris pour le cancer. »
Les cellules grasses beige dépassent les cellules cancéreuses pour les nutriments
Ahituv et son post-doc à l'époque, Hai Nguyen, PhD, étaient conscients d'études qui montraient que l'exposition au froid pouvait supprimer le cancer chez la souris.
Une expérience remarquable a même montré qu'elle pouvait aider un patient atteint de lymphome non hodgkinien. Les scientifiques ont conclu que les cellules cancéreuses mouraient de faim parce que le froid activait les cellules graisseuses brunes, qui utilisent des nutriments pour produire de la chaleur.
Mais la thérapie froide n'est pas une option viable pour les patients atteints de cancer avec une santé fragile.
Ainsi, Ahituv et Nguyen se sont tournés vers l'idée d'utiliser des graisses beiges, en paris pour l'ingénierie pour brûler suffisamment de calories, même en l'absence de froid, pour priver les tumeurs du carburant dont ils avaient besoin pour se développer.
Nguyen, qui est le premier auteur de l'article, a utilisé CRISPR pour activer des gènes qui sont en sommeil dans les cellules graisseuses blanches mais qui sont actives dans les cellules graisseuses brunes, dans l'espoir de trouver celles qui transformeraient les cellules graisseuses blanches en la plus affamée de Beige Cellules grasses.
Un gène appelé UCP1 est monté au sommet.
Ensuite, Nguyen a cultivé des cellules graisseuses beige UCP1 et des cellules cancéreuses dans une boîte de Pétri « Trans-Well ». Les cellules cancéreuses étaient au fond et les cellules graisseuses étaient au-dessus d'eux dans des compartiments séparés qui ont maintenu les cellules séparés mais les ont forcés à partager des nutriments.
Les résultats étaient choquants.
« Dans notre toute première expérience trans trans, très peu de cellules cancéreuses ont survécu. Nous pensions que nous avions gâché quelque chose – nous étions sûrs que c'était une erreur », a rappelé Ahituv. « Donc, nous l'avons répété plusieurs fois, et nous avons continué à voir le même effet. »
Les cellules graisseuses beige tenaient à balancer deux types différents de cellules cancéreuses du sein, ainsi que les cellules cancéreuses du côlon, du côlon, du pancréatique et de la prostate.
Mais les chercheurs ne savaient toujours pas si les cellules graisseuses beige implantées fonctionneraient dans un contexte plus réaliste.
La thérapie sur les cellules grasses prouve son efficacité à travers de nombreux cancers du laboratoire
Ainsi, les scientifiques se sont tournés vers des organoïdes gras, qui sont des touffes cohérentes de cellules cultivées dans un plat, pour voir si elles pouvaient battre les cellules tumorales lorsqu'elles ont été implantées à côté des tumeurs chez la souris.
L'approche a fonctionné contre le cancer du sein, ainsi que les cellules cancéreuses pancréatiques et prostatiques. Les cellules cancéreuses sont affamées lorsque les cellules graisseuses ont englouti tous les nutriments disponibles.
Les cellules graisseuses beige implantées étaient si puissantes qu'elles supprimaient les tumeurs pancréatiques et le sein chez la souris qui étaient génétiquement prédisposées à développer un cancer. Il a même fonctionné lorsque les cellules graisseuses beige ont été implantées loin des cellules cancéreuses du sein.
Pour voir comment ils fonctionneraient dans les tissus humains, Ahituv et Nguyen se sont associés à Jennifer Rosenbluth, MD, PhD, spécialiste du cancer du sein à l'UCSF. Rosenbluth avait amassé une bibliothèque de mastectomies du cancer du sein contenant à la fois des cellules graisseuses et des cellules cancéreuses.
« Parce que le sein a beaucoup de graisses, nous pourrions obtenir des graisses du même patient, modifier la graisse et la développer dans une seule expérience trans-puits avec les propres cellules cancéreuses du sein de ce patient », a déclaré Ahituv.
Ces cellules graisseuses beige du même patient ont surmonté les cellules cancéreuses du sein dans les boîtes de Pétri – et lorsqu'elles ont été implantées ensemble dans des modèles de souris.
Sachant que les cancers ont préféré les régimes, les chercheurs ont conçu des graisses juste pour manger certains nutriments. Certaines formes de cancer du pancréas, par exemple, reposent sur l'uridine lorsque le glucose est rare.
Ainsi, ils ont programmé la graisse pour ne manger que de l'uridine, et ils ont facilement compliqué ces cellules cancéreuses pancréatiques. Cela suggère que les graisses pourraient être adaptées aux préférences alimentaires de tout cancer.
Une nouvelle approche de la thérapie cellulaire vivante
Les cellules graisseuses présentent de nombreux avantages en ce qui concerne les thérapies cellulaires vivantes, selon AHUVUV.
Les cellules graisseuses sont faciles à obtenir des patients. Ils se développent bien en laboratoire et peuvent être conçus pour exprimer différents gènes et assumer différents rôles biologiques. Et ils se comportent bien une fois qu'ils sont remis dans le corps, ne s'éloignant pas de l'emplacement où ils sont implantés et jouent bien avec le système immunitaire.
C'est un record confirmé par des décennies de progrès en chirurgie plastique.
« Avec les cellules graisseuses, il y a moins d'interaction avec l'environnement, donc il y a très peu d'inquiétude que les cellules s'échappent dans le corps, où elles pourraient causer des problèmes », a déclaré Ahituv.
Les cellules graisseuses peuvent également être programmées pour émettre des signaux ou effectuer des tâches plus compliquées.
Et leur capacité à vaincre le cancer même lorsqu'ils ne sont pas juste à côté des tumeurs pourraient s'avérer inestimables pour traiter les cancers difficiles à atteindre comme le glioblastome, qui affecte le cerveau, ainsi que de nombreuses autres maladies.
« Nous pensons que ces cellules pourraient également être conçues pour détecter le glucose dans la circulation sanguine et libérer de l'insuline, pour le diabète, ou aspirer le fer dans les maladies où il y a un fer excessif, comme l'hémochromatose », a déclaré Ahituv. « Le ciel est la limite de ces cellules graisseuses. »
