Selon une étude publiée aujourd’hui dans eLife.
Les résultats pourraient conduire à de nouvelles approches pour prévenir ou traiter les changements pulmonaires initiaux qui conduisent à la maladie.
De minuscules particules fines inhalables (FPM) trouvées dans les polluants atmosphériques ont été reconnues comme cancérogènes du groupe 1 et comme une menace importante pour la santé mondiale. Cependant, le mécanisme cancérigène du FPM reste incertain.
« Malgré son potentiel à provoquer des mutations, des recherches récentes suggèrent que le FPM ne favorise pas directement – et peut même inhiber – la croissance des cellules cancéreuses du poumon », explique le premier auteur Zhenzhen Wang, chercheur associé à l’Université de Nanjing (NJU), Nanjing, Chine , qui a mené l’étude entre les laboratoires du NJU et l’Université de Macao où elle a été parrainée par une bourse de l’Université de Macao. « Cela suggère que le FPM pourrait conduire au cancer par des moyens indirects qui favorisent la croissance tumorale. Par exemple, certaines études suggèrent que le FPM peut empêcher les cellules immunitaires de se déplacer là où elles sont nécessaires. »
Pour explorer cette possibilité, Wang et l’équipe ont collecté du FPM à sept endroits en Chine et ont étudié ses effets sur les principales cellules immunitaires qui se défendent contre la croissance tumorale – appelées cellules T cytotoxiques (CTL). Chez les souris auxquelles on a administré des cellules cancéreuses du poumon qui n’ont pas été exposées au FPM, les CTL ont été recrutés dans les poumons pour détruire les cellules tumorales. En revanche, chez les souris dont les poumons ont été exposés au FPM, l’infiltration des CTL a été retardée, ce qui a potentiellement permis aux cellules tumorales de s’établir dans le tissu pulmonaire.
Pour déterminer pourquoi les CTL n’entraient pas aussi rapidement dans les poumons dans les poumons exposés au FPM, l’équipe a étudié à la fois les CTL eux-mêmes et la structure du tissu pulmonaire. Ils ont découvert que les CTL exposés au FPM conservaient toujours leur capacité migratoire, mais que l’exposition au FPM comprimait considérablement la structure du tissu pulmonaire et les espaces entre lesquels les cellules immunitaires se déplaçaient. Il y avait aussi des niveaux beaucoup plus élevés de collagène – une protéine qui fournit un soutien biomécanique aux cellules et aux tissus. Lorsque l’équipe a étudié le mouvement des CTL chez les souris, dans le tissu pulmonaire exposé au FPM, les CTL avaient du mal à se déplacer, alors que ceux du tissu non traité pouvaient se déplacer librement.
Une analyse plus approfondie du tissu a montré que les changements structurels étaient causés par des augmentations d’un sous-type de collagène appelé collagène IV, mais l’équipe ne savait toujours pas comment le FPM avait déclenché cela. Ils ont trouvé la réponse en examinant de plus près les modifications structurelles du collagène IV et de l’enzyme responsable de leur fabrication, appelée peroxydasine. Cette enzyme entraîne un type spécifique de réticulation que l’exposition au FPM s’est avérée provoquer et aggraver dans le tissu pulmonaire.
« La découverte la plus surprenante était le mécanisme par lequel ce processus s’est produit », a déclaré Wang. « L’enzyme peroxydasine collée au FPM dans les poumons, ce qui a augmenté son activité. Pris ensemble, cela signifie que partout où le FPM atterrit dans les poumons, l’augmentation de l’activité de la peroxydasine entraîne des changements structurels dans le tissu pulmonaire qui peuvent empêcher les cellules immunitaires d’entrer et de s’éloigner. des cellules tumorales en croissance. »
Notre étude révèle un tout nouveau mécanisme par lequel les particules fines inhalées favorisent le développement des tumeurs pulmonaires. Nous fournissons des preuves directes que les protéines qui adhèrent aux particules fines peuvent avoir un effet négatif important, donnant lieu à une activité pathogène. Notre découverte que la peroxydasine est le médiateur de cet effet dans le tissu pulmonaire l’identifie comme une cible spécifique et inattendue pour prévenir les maladies pulmonaires causées par la pollution de l’air. »
Lei Dong, auteur principal, professeur, École des sciences de la vie, Université de Nanjing
