Les tumeurs sont composées de cellules cancéreuses qui se multiplient rapidement. Comprendre quels processus biochimiques alimentent leur croissance incessante peut fournir des indications sur les cibles thérapeutiques.
Des chercheurs de l’Université de Washington à St. Louis ont développé une technologie pour étudier la croissance tumorale dans une autre dimension – ; littéralement. Les scientifiques ont établi une nouvelle méthode pour observer quels nutriments sont utilisés à quels taux dans l’espace à travers un tissu.
En utilisant cette approche d’imagerie multidimensionnelle, ils ont identifié des voies dont les activités sont particulièrement élevées dans le cancer du cerveau, offrant des indices pour des stratégies de traitement potentielles. L’étude a été publiée le 19 mai dans Communication Nature.
Nous avons compris comment déduire le taux de réactions biochimiques directement à partir de régions discrètes de tissus. »
Gary Patti, Professeur Michael et Tana Powell, Chimie, Université de Washington à St. Louis
Patti, qui est également membre de recherche du Siteman Cancer Center du Barnes-Jewish Hospital et de la Washington University School of Medicine, est l’auteur principal de la nouvelle étude.
La biologie humaine est intrinsèquement 3D par nature. Le domaine émergent de la biologie spatiale vise à capturer cette géométrie en imageant les emplacements des gènes, des protéines et des métabolites. L’approche rapportée par Patti et ses collègues étend le profilage spatial aux flux, les taux auxquels les molécules sont transformées à l’intérieur des cellules.
« D’autres technologies fournissent ce qui est essentiellement une feuille de route de la biochimie. Notre objectif était d’ajouter une mesure de la vitesse de circulation sur les différentes routes », a déclaré Patti.
Par analogie avec Patti, la nouvelle méthode s’apparente à la fonctionnalité de Google Maps qui utilise les couleurs verte et rouge pour indiquer la densité des voitures dans une rue donnée.
En utilisant un modèle murin de glioblastome, une forme mortelle de cancer du cerveau chez l’homme, les chercheurs ont créé une carte haute résolution de « l’écosystème tumoral ». Cela leur a permis de dire quelles molécules étaient situées dans quelles parties du cerveau et à quelle vitesse ces molécules se transformaient en d’autres choses.
Les résultats ont mis en lumière la façon dont les cellules cancéreuses d’une tumeur cérébrale obtiennent des lipides, un composant de base de la graisse.
Les lipides sont nécessaires pour constituer la couche la plus externe d’une cellule, connue sous le nom de membrane. Au fur et à mesure que les cellules cancéreuses se multiplient, elles ont besoin de lipides pour envelopper les nouvelles cellules. Des travaux antérieurs de Patti avaient montré que les cellules cancéreuses préfèrent piéger les lipides de leur environnement local. Mais c’était à ce moment-là que les cellules cancéreuses étaient cultivées isolément avec des lipides présents dans le milieu.
La nouvelle étude a montré que les cellules cancéreuses du cerveau ont tendance à fabriquer, plutôt qu’à siphonner, les lipides dont elles ont besoin pour se multiplier.
« Le cerveau est un environnement unique. La disponibilité des lipides est plus limitée que dans d’autres tissus où résident les tumeurs », a expliqué Patti.
La vitesse à laquelle certains lipides ont été synthétisés était jusqu’à 8 fois plus élevée dans les tumeurs cérébrales par rapport aux tissus sains environnants. Bien que l’ampleur exacte de l’augmentation ait varié, le schéma était étonnamment cohérent dans les cellules cancéreuses de toute la tumeur.
« Une seule tumeur peut couvrir plusieurs environnements différents. Le centre peut être hypoxique, tandis que l’extérieur est en contact avec des tissus sains », a déclaré Patti. « Vous avez peut-être prédit des différences entre ces différentes régions, mais nous n’avons observé aucun schéma de ce genre. »
Cette découverte est importante car sachant que les cellules cancéreuses dans les tumeurs cérébrales dépendent de la même voie biochimique pour alimenter leur croissance, les scientifiques pourraient la cibler pour ralentir ou arrêter la progression de la maladie.
« Lorsqu’une voie est plus active, son flux augmente. Cela en fait un bon candidat pour une intervention thérapeutique », a déclaré Patti. « Nous sommes ravis de tester si l’altération de l’élongation des acides gras sera efficace dans le traitement de modèles murins de la maladie. »
