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Serait-il possible de tuer les tumeurs en les affamant ?

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La découverte du cycle nutritif de certaines cellules cancéreuses fournit aux chercheurs une nouvelle approche thérapeutique prometteuse dans la lutte contre plusieurs types de cancers : il suffirait peut-être de couper les vivres aux tumeurs...

Cancer du fumeur. Source Commons

Le docteur Pierre Sonveaux et le professeur Olivier Feron, pharmaciens de formation, conduisent depuis plus de quatre années une recherche au laboratoire de pharmacothérapie de l'université catholique de Louvain (UCL) sur le cycle nutritif des cellules cancéreuses. « L'énergie utilisée par les cellules vient du glucose et de l'oxygène véhiculés par le sang, rappelle Olivier Feron. Après l'oxydation du glucose qui produit cette énergie, le déchet, dans ce cas-ci du gaz carbonique, est évacué de la cellule et renvoyé dans le sang en vue de son élimination ». De fait, ce processus est identique pour les cellules saines comme pour les cellules cancéreuses. Mais, à cause de la prolifération anarchique des cellules d'une tumeur maligne, certaines se retrouvent très éloignées des vaisseaux sanguins qui les alimentent. Ces cellules trop isolées qui survivent malgré le taux très faible d'oxygène sont dites hypoxiques, utilisant une autre voie métabolique, dite anaérobie, pour produire de l'énergie.

Le rôle de ces cellules hypoxiques est essentiel pour la viabilité de la tumeur, et elles sont en outre les principales responsables en cas de rechute. Or, ce sont aussi les plus difficiles à atteindre par la chimiothérapie car les anticancéreux sont véhiculés par voie sanguine. Quant à la radiothérapie, elle a aussi besoin d'oxygène pour agir.

« Les cellules hypoxiques, situées à plus grande distance des vaisseaux sanguins, ne reçoivent quasiment plus d'oxygène puisque celui-ci est essentiellement capté par les cellules oxygénées [qui utilisent la voie aérobie avec production de gaz carbonique, NDLR], explique Pierre Sonveaux. Elles assimilent donc le glucose différemment. Alors que les cellules oxygénées évacuent leurs déchets sous forme de gaz carbonique, les cellules hypoxiques produisent de l'acide lactique ». Rappelons que dans le muscle en plein effort des cellules sont elles aussi capables d'en appeler à une voie métabolique productrice d'acide lactique (ou lactate) quand l'apport d'oxygène vient à devenir insuffisant.

Jusqu'à présent, cet acide lactique était considéré exclusivement comme un déchet produit par la masse tumorale, sans aucune fonction particulière. D'autre part, les scientifiques ignoraient comment les cellules éloignées des vaisseaux sanguins, exposées à de très faibles taux d'oxygène, pouvaient récolter suffisamment de glucose pour produire l'énergie indispensable à leur prolifération.

Deux réponses apportent une solution

C'est en répondant à ces deux questions que les chercheurs ont réussi à mieux comprendre un processus complexe mais essentiel à la survie de la tumeur.

La première découverte des chercheurs de l'UCL, en collaboration avec l'équipe du Pr Mark W. Dewhirst de l'Université de Duke, en Caroline du Nord, a été d'identifier un processus de recyclage de l'acide lactique par les cellules oxygénées, métabolisant celui-ci en produisant de l'énergie. Les scientifiques ont démontré que lorsque les cellules tumorales ont le choix entre le glucose et l'acide lactique, elles choisissent systématiquement l'acide lactique, laissant ainsi le glucose inutilisé à la disposition des cellules hypoxiques.

Poussant ses investigations plus loin, l'équipe a ensuite identifié le mécanisme qui permet de métaboliser l'acide lactique. Cette fonction est rendue possible grâce à un transporteur de lactate baptisé MCT1 (monocarboxylate transporter). Ce mécanisme de recyclage énergétique, jusque-là inconnu, donne une nouvelle vision du fonctionnement de nombreux types de tumeurs, qui ne survivent qu'en entretenant un équilibre permanent permettant leur alimentation et leur croissance, basée sur le recyclage de leurs propres déchets.

Une voie thérapeutique nouvelle

Cette découverte ouvre de nouveaux horizons et permet potentiellement de cibler directement les cellules hypoxiques en interrompant leur approvisionnement en glucose. Les chercheurs de l'UCL et de Duke ont déjà franchi le pas en mettant au point un inhibiteur spécifique de MCT1, l'alpha-cyano-4-hydroxycinnamate (CHC), qui a déjà démontré ses capacités sur des souris.

Selon Pierre Sonveaux, la découverte de cette cible thérapeutique laisse penser que cette nouvelle approche serait applicable à un large panel de cancers chez l'homme, depuis les poumons à l'ensemble de la sphère ORL (tête, cou, larynx, pharynx, tube digestif), en passant par le système nerveux central, le cerveau, les seins, etc.