L’instabilité chromosomique est une caractéristique des tumeurs solides telles que le carcinome. De même, la sénescence cellulaire est un processus fortement lié au vieillissement cellulaire et son lien avec le cancer devient de plus en plus clair. Des scientifiques dirigés par le chercheur de l’ICREA, le Dr Marco Milán de l’IRB de Barcelone, ont révélé le lien entre l’instabilité chromosomique et la sénescence cellulaire.
L’instabilité chromosomique et la sénescence sont deux caractéristiques communes à la plupart des tumeurs, et pourtant on ne savait pas comment l’une était liée à l’autre. Nos études indiquent que la sénescence pourrait être l’un des liens intermédiaires entre les altérations chromosomiques et le cancer. »
Dr Marco Milan, Chef du laboratoire Développement et contrôle de la croissance, IRB Barcelone
« Le comportement que nous avons observé dans les cellules présentant une instabilité chromosomique nous a fait penser qu’il pouvait s’agir de cellules sénescentes et c’était effectivement le cas ! » déclare le Dr Jery Joy, premier auteur de l’article publié dans Cellule de développement.
L’étude a été menée à la volée Drosophile, un modèle animal couramment utilisé en biomédecine, et les mécanismes décrits peuvent aider à comprendre la contribution de l’instabilité chromosomique et de la sénescence au cancer, et faciliter l’identification de cibles thérapeutiques possibles.
Inverser les effets de l’instabilité chromosomique
Les chercheurs du laboratoire Development and Growth Control ont montré que, dans un tissu épithélial présentant des niveaux élevés d’instabilité chromosomique, les cellules dont l’équilibre du nombre de chromosomes est altéré se détachent de leurs cellules voisines et entrent en sénescence. Les cellules sénescentes sont caractérisées par un cycle cellulaire définitivement arrêté et par la sécrétion d’un grand nombre de protéines. Cette sécrétion anormale de protéines altère les tissus environnants, alertant le système immunitaire et provoquant une inflammation.
Si les cellules sénescentes ne sont pas éliminées immédiatement par l’organisme, elles favorisent une croissance anormale des tissus environnants, conduisant à des tumeurs malignes. « Si nous identifions les mécanismes par lesquels nous pouvons réduire le nombre de cellules sénescentes, nous serons alors en mesure de réduire la croissance de ces tumeurs », explique le Dr Milan. « En fait, cette étude montre que cela est possible, au moins dans Drosophile« , explique le Dr Joy.
Les cellules avec un nombre déséquilibré de chromosomes accumulent un nombre élevé de mitochondries aberrantes et, par conséquent, un niveau élevé de stress oxydatif, qui à son tour active la voie de signalisation JNK, déclenchant l’entrée dans la sénescence. « Nous avons montré que réduire ce nombre élevé d’anomalies de mitochondries, ou réguler le stress oxydatif qu’elles induisent, est suffisant pour diminuer le nombre de cellules sénescentes et les effets négatifs de l’instabilité chromosomique », réitère le Dr Joy.
Ces découvertes ouvrent de nouvelles voies de recherche pour trouver des cibles thérapeutiques et réduire les niveaux de sénescence causés par l’instabilité chromosomique dans les tumeurs solides.
Extrapolation de la mouche aux mammifères
La mouche du vinaigre, Drosophila melanogaster, est largement utilisé en biomédecine. C’est un modèle animal précieux dans la recherche sur le cancer en raison de son cycle de vie court, de la disponibilité d’un grand nombre d’outils génétiques et de la présence des mêmes gènes que chez l’homme, mais avec un niveau de redondance moindre.
En fait, les expériences conçues pour disséquer la relation causale entre le comportement cellulaire ou les caractéristiques des tumeurs humaines, telles que l’instabilité chromosomique et la sénescence, sont plus facilement analysées dans cet organisme modèle.
Les futurs travaux de laboratoire se poursuivront pour disséquer les mécanismes moléculaires responsables des comportements cellulaires trouvés dans les tumeurs solides d’origine épithéliale produites par la simple induction d’une instabilité chromosomique. « Plus nous comprenons la biologie d’un tissu soumis à une instabilité chromosomique et les mécanismes moléculaires responsables des comportements cellulaires qui émergent et donnent lieu à des tumeurs malignes, plus nos chances de concevoir des thérapies efficaces et de réduire la croissance et la malignité des carcinomes humains sont grandes, » conclut le Dr Milan.
