Des chercheurs de l’Université de l’Illinois à Chicago ont identifié un processus par lequel les enzymes peuvent aider à prévenir les lésions cardiaques chez les patients en chimiothérapie.
Les enzymes se trouvent normalement dans les mitochondries d’une cellule, la centrale électrique qui produit de l’énergie. Mais lorsque les cellules cardiaques sont soumises à un stress dû à certains types de médicaments chimiothérapeutiques, les enzymes se déplacent dans le noyau de la cellule, où elles sont capables de maintenir les cellules en vie. Le papier est publié dans Communication Nature.
Comme la chimiothérapie est devenue de plus en plus efficace, nous avons de plus en plus de survivants du cancer. Mais le plus tragique, c’est que beaucoup de ces survivants ont maintenant des problèmes d’insuffisance cardiaque. »
Sang Ging Ong, co-auteur principal, professeur adjoint de pharmacologie et de médecine
Cela a conduit à l’essor d’un domaine appelé cardio-oncologie. La plupart des recherches antérieures dans le domaine se sont concentrées sur les mécanismes par lesquels les médicaments de chimiothérapie endommageaient les mitochondries des cellules cardiaques. Cette équipe de recherche s’est intéressée à enquêter sous un angle différent : pourquoi le cœur de certains patients échappe-t-il aux dommages ? Y a-t-il quelque chose de particulier dans leurs cellules qui les protège ?
L’équipe a d’abord découvert que lorsque les cellules cardiaques étaient stressées par la chimiothérapie, les enzymes mitochondriales se déplaçaient dans le noyau de la cellule – ; un phénomène inhabituel. Mais ils ne savaient pas si ce mouvement était la cause des dommages de la cellule ou le moyen de sa protection, a expliqué le Dr Jalees Rehman, co-auteur principal, professeur Benjamin Goldberg et chef du département de biochimie et de génétique moléculaire de l’UIC.
« Nous ne savions vraiment pas dans quelle direction cela irait », a-t-il déclaré.
Pour le savoir, les chercheurs ont généré des versions des enzymes qui se déplaceraient spécifiquement dans le noyau et contourneraient les mitochondries. Ils ont découvert que cette relocalisation fortifiait les cellules, les maintenant en vie. Ils ont démontré que ce processus fonctionnait à la fois dans les cellules cardiaques générées à partir de cellules souches humaines et chez les souris exposées à la chimiothérapie.
« Cela semble être un nouveau mécanisme par lequel les cellules cardiaques peuvent se défendre contre les dommages de la chimiothérapie », a déclaré Rehman, qui est également membre de l’Université de l’Illinois Cancer Center.
La découverte suggère de nouvelles possibilités cliniques. Les médecins pourraient tester des patients individuels pour voir si les cellules cardiaques générées à partir de cellules souches personnalisées se protégeraient adéquatement de la chimiothérapie en déplaçant leurs enzymes de leurs mitochondries vers le noyau de la cellule. Les médecins pourraient prélever du sang sur le patient, fabriquer des cellules souches à partir des cellules sanguines, puis utiliser ces cellules souches personnalisées pour générer des cellules cardiaques avec la même constitution génétique que les cellules cardiaques du patient.
« Évaluer la blessure causée par la chimiothérapie et le mouvement enzymatique des mitochondries dans le noyau de ces cellules cardiaques dans un laboratoire aiderait à déterminer quelle serait la réponse probable du patient à la chimiothérapie », a déclaré Rehman.
Chez les patients dont la protection est insuffisante, on pourrait alors renforcer la protection en augmentant le mouvement enzymatique et la protection des cellules cardiaques.
Les chercheurs sont impatients de mener d’autres études pour déterminer si cette méthode pourrait aider à prévenir les lésions cardiaques causées par d’autres affections, telles que l’hypertension artérielle et les crises cardiaques, et si elle fonctionnerait dans d’autres cellules, telles que celles des vaisseaux sanguins.
Les autres auteurs de l’article sont Shubhi Srivastava, Priyanka Gajwani, Jordan Jousma, Hiroe Miyamoto, Youjeong Kwon, Arundhati Jana, Peter Toth et Gege Yan, tous du Collège de médecine de l’UIC. La recherche a été financée par des subventions des National Institutes of Health et de l’American Heart Association.
