Les scientifiques révèlent comment les changements génétiques entraînent des différences dans la taille des cellules cancéreuses

Les cellules cancéreuses peuvent rétrécir ou se grossir pour survivre à un traitement médicamenteux ou à d’autres défis dans leur environnement, ont découvert des chercheurs.

Des scientifiques de l’Institute of Cancer Research de Londres ont combiné des technologies de profilage biochimique avec des analyses mathématiques pour révéler comment les changements génétiques entraînent des différences dans la taille des cellules cancéreuses – et comment ces changements pourraient être exploités par de nouveaux traitements.

Les chercheurs pensent que les cellules plus petites pourraient être plus vulnérables aux agents endommageant l’ADN comme la chimiothérapie combinée à des médicaments ciblés, tandis que les cellules cancéreuses plus grandes pourraient mieux répondre à l’immunothérapie.

L’étude, publiée aujourd’hui dans la revue Les avancées scientifiques, a été financé par l’Institut de recherche sur le cancer (ICR) lui-même dans son rôle d’organisme de bienfaisance.

Il a combiné une analyse d’image innovante à haute puissance avec l’examen de l’ADN et des protéines pour étudier le contrôle de la taille dans des millions de cellules cancéreuses de la peau.

Le cancer de la peau mélanome est causée par deux mutations génétiques différentes – 60 % des cas sont causés par une mutation du gène BRAF, tandis que 20 à 30 % des cas sont causés par une mutation NRAS.

Les chercheurs ont entrepris d’étudier les différences de taille et de forme des cellules cancéreuses de la peau hébergeant les deux mutations, en utilisant des algorithmes mathématiques pour analyser d’énormes quantités de données sur l’ADN et les protéines.

La principale différence était la taille des cellules. Les cellules cancéreuses mutantes BRAF étaient très petites alors que les cellules cancéreuses mutantes NRAS étaient beaucoup plus grosses. Les cellules NRAS résistantes aux médicaments étaient encore plus grosses.

Les cellules plus petites semblent être capables de tolérer des niveaux plus élevés de dommages à l’ADN, car elles sont très concentrées en protéines qui réparent l’ADN – comme les protéines PARP, BRCA1 ou ATM1.

Les chercheurs de l’ICR pensent que cela pourrait les rendre plus vulnérables aux médicaments comme les inhibiteurs de PARP – des médicaments bloquant les protéines responsables de la réparation des dommages à l’ADN – en particulier lorsqu’ils sont combinés avec des agents endommageant l’ADN tels que la chimiothérapie.

En revanche, les plus grandes cellules cancéreuses mutantes NRAS contenaient des dommages à leur ADN au lieu de le réparer, accumulant des mutations et s’agrandissant. Ces cellules plus grosses n’étaient pas aussi dépendantes de la machinerie de réparation de l’ADN, donc l’utilisation de la chimiothérapie et des inhibiteurs de PARP contre elles pourrait ne pas être aussi efficace.

Les scientifiques pensent que les cellules plus grandes pourraient être plus sensibles à l’immunothérapie, car leur plus grand nombre de mutations pourrait les rendre plus étrangères au corps. Ils explorent déjà cette théorie avec d’autres études.

Les chercheurs pensent que les mutations BRAF et NRAS pourraient être à l’origine des différences de taille cellulaire en régulant les niveaux d’une protéine connue sous le nom de CCND1 – qui est impliquée dans la division cellulaire, la croissance et le maintien du cytosquelette – et ses interactions avec d’autres protéines.

Alors que l’étude portait sur les cellules cancéreuses de la peau, les chercheurs soupçonnent que cette capacité de changement de taille et son impact sur la réponse au traitement sont communs à plusieurs types de cancer. Ils ont déjà identifié des mécanismes similaires dans le cancer du sein et étudient actuellement si les résultats pourraient s’appliquer aux cancers de la tête et du cou.

La découverte fournit de nouvelles informations sur la façon dont la taille des cellules cancéreuses affecte la maladie dans son ensemble, permettant de meilleures prédictions sur la façon dont les personnes atteintes de cancer réagiront à différents traitements simplement en analysant la taille des cellules.

Les médicaments existants pourraient même être utilisés pour forcer les cellules cancéreuses à atteindre une taille souhaitée avant des traitements comme l’immunothérapie ou la radiothérapie, ce qui pourrait améliorer leur efficacité.

Le directeur de l’étude, le professeur Chris Bakal, professeur de morphodynamique du cancer à l’Institute of Cancer Research de Londres, a déclaré :

“Nous pensons que le cancer est incontrôlable et imprévisible, mais nous avons utilisé l’analyse d’images et la protéomique pour montrer pour la première fois que certains changements génétiques et protéiques conduisent à un changement contrôlé de la taille des cellules cancéreuses. Les cellules cancéreuses peuvent rétrécir ou croître jusqu’à améliorent leur capacité à réparer ou à contenir les dommages à l’ADN, ce qui peut les rendre résistants à certains traitements.

« Nous pensons que notre recherche a un réel potentiel de diagnostic. En examinant la taille des cellules, les pathologistes pourraient prédire si un médicament fonctionnera ou si les cellules seront résistantes. À l’avenir, il pourrait même être possible d’utiliser l’IA pour guider le pathologiste. , en faisant une évaluation rapide de la taille des cellules et donc des traitements les plus susceptibles de fonctionner.

“Nous espérons également que notre découverte conduira à de nouvelles stratégies de traitement – par exemple en créant des médicaments pour cibler les protéines qui régulent la taille des cellules.”

Cette étude fondamentale intrigante fournit une corrélation entre les altérations génétiques des cellules cancéreuses de la peau et la taille des cellules. Cela ouvre la possibilité d’utiliser des altérations génétiques et la taille des cellules comme biomarqueurs de la réponse du cancer de la peau aux traitements. Il est particulièrement excitant que la taille des cellules puisse également être un biomarqueur important de la façon dont d’autres cancers, tels que les cancers du sein ou de la tête et du cou, réagissent aux traitements. »

Professeur Kristian Helin, directeur général de l’Institute of Cancer Research, Londres

Source:

Référence de la revue :

Jones, I., et coll. (2023) La caractérisation de la mise à l’échelle de la taille du protéome par omiques intégratives révèle des mécanismes de contrôle de la prolifération dans le cancer. Les avancées scientifiques. doi.org/10.1126/sciadv.add0636.

Leave a Comment