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Budgets « économes » à faible énergie des tumeurs cancéreuses primaires quantifiés


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    Les scientifiques n’ont jamais su précisément combien d’énergie une tumeur cancéreuse dépense pour se développer dans le corps d’un mammifère.

    Ils ont émis l’hypothèse qu’il consomme beaucoup d’énergie, brassant des nutriments et désavantageant les tissus sains – le cœur, le foie, le pancréas – car le système métabolique répartit la richesse nutritive.

    Mais une nouvelle étude menée par des chercheurs de Princeton Chemistry et de la Ludwig Princeton Branch démontre pour la première fois que le contraire est en fait vrai : la conversion des nutriments d’une tumeur en énergie cellulaire utilisable est nettement et quantifiablement lente.

    Cette léthargie peut aider les tumeurs à conserver de l’énergie pour des tâches plus néfastes comme la croissance et les métastases, selon une étude du laboratoire Rabinowitz de Princeton Chemistry parue cette semaine dans Nature.

    Dans cinq types différents de cancers, les chercheurs ont découvert que les tumeurs réussissaient à proliférer avec des budgets à faible énergie, en partie parce qu’elles négligeaient les fonctions tissulaires normales que les organes sains exécutent au profit du corps dans son ensemble.

    La découverte a de vastes implications pour les stratégies anticancéreuses car elle attire notre attention sur le ralentissement du métabolisme énergétique.

    Certains traitements proposés pour le cancer tournent autour d’une stratégie “affamer la tumeur”, sous l’hypothèse que sans nutriments, une tumeur ne peut pas prospérer. Du point de vue général des substrats énergétiques, au mieux cette hypothèse est aujourd’hui discutable.

    Mais l’étude a révélé que les tumeurs utilisent un nutriment particulier, le glucose, plus que les tissus normaux, et s’alignent donc sur la possibilité de combiner des thérapies anticancéreuses standard avec des régimes qui réduisent le glucose circulant, comme le régime cétogène.

    “Je pense que les gens supposent que le cancer a besoin de beaucoup d’énergie parce qu’il doit payer pour se diviser et proliférer. Mais personne n’avait réellement mesuré la quantité d’énergie que le cancer produit et utilise par rapport à vos organes sains”, a déclaré Caroline Bartman, post-doctorante en le Rabinowitz Lab et auteur principal de la recherche.

    “Nous avons développé un moyen de le mesurer dans les cancers et avons trouvé une différence dramatique entre les tumeurs et les autres tissus. Alors maintenant, nous avons ce paradigme selon lequel le cancer est économe – il cessera d’utiliser de l’énergie pour toutes ces tâches saines et la consacrera simplement à Ce que cela vous dit, c’est que ces types d’avenues, comme affamer le cancer seul, ne seront pas de bonnes stratégies de traitement.

    Joshua Rabinowitz, directeur de la Ludwig Princeton Branch, professeur de chimie et de l’Institut Lewis-Sigler de génomique intégrative, a déclaré que les chercheurs étaient très surpris des résultats de leurs recherches.

    “C’est une de ces choses que vous pouvez rationaliser quand vous la regardez rétrospectivement”, a-t-il déclaré. “Les tumeurs sont confrontées à un environnement métabolique difficile car elles n’ont pas la vascularisation appropriée qui se développe dans le reste du corps. Et elles sont donc obligées de se contenter de moins.

    “Mais certainement, parce que les tumeurs sont hypermétaboliques sur tant de dimensions, nous nous attendions à voir un métabolisme à haute énergie et que cela soutiendrait leur capacité à se développer et à se différencier.

    “Je suppose que le grand message est que la croissance coûte cher”, a ajouté Rabinowitz, “mais pas aussi cher que d’avoir des pensées ou des muscles en mouvement ou d’autres aspects de la vie des mammifères que les organes normaux réalisent.”

    LE TRAÇAGE ISOTOPIQUE QUANTIFIE LA CONSOMMATION D’ÉNERGIE

    Pour quantifier leurs recherches, l’équipe a utilisé une méthode d’investigation appelée traçage isotopique, qui consiste à étiqueter les nutriments avec des isotopes lourds et à suivre la vitesse à laquelle ils sont métabolisés chez les mammifères.

    Les tissus et les organes des mammifères tirent de l’énergie pour le travail qu’ils effectuent principalement par le biais du cycle de l’acide tricarboxylique (TCA), qui oxyde les graisses et les glucides pour fabriquer la principale monnaie énergétique, l’ATP. Environ 95% de l’ATP ou de l’énergie utilisable chez les mammifères passe par ce cycle. En étudiant la vitesse d’absorption des nutriments de la circulation sanguine dans le cycle du TCA, les chercheurs ont pu quantifier la quantité d’énergie que les tissus cancéreux génèrent et utilisent par rapport aux tissus sains.

    Dans les cancers du poumon, du pancréas et du côlon, par exemple, ils ont trouvé un flux lent de TCA et un cycle de production d’ATP dans les tumeurs solides “primaires”, c’est-à-dire les tumeurs qui n’avaient pas encore commencé à se propager.

    Ils ont également découvert que le cancer métastatique produisait et utilisait plus d’énergie que les tumeurs primaires et le faisait à un niveau comparable à celui des tissus sains.

    Les résultats ont conduit les chercheurs à conclure que les cellules cancéreuses se débarrassent de fonctions spécifiques aux tissus coûteuses en énergie pour mieux allouer l’énergie à la croissance tumorale incontrôlée. Ils ont également découvert que le cancer métastatique produisait et utilisait plus d’énergie que les tumeurs primitives.

    C’est la première fois que la production d’énergie tumorale est quantifiée in vivo et dans le cadre d’une étude comparative.

    Certaines des méthodes d’investigation que les chercheurs utilisent maintenant ont déjà été exploitées, a déclaré Bartman. La voie du cycle TCA, par exemple, a été découverte il y a environ 80 ans. Mais les progrès technologiques et une meilleure spectrométrie fournissent de nouvelles découvertes surprenantes.

    “Je pense que c’est une période passionnante pour ce domaine”, a déclaré Bartman. “Avec les progrès des 50 dernières années, c’est une période vraiment fructueuse pour revenir en arrière et revoir tous ces anciens concepts et les utiliser pour mieux comprendre la maladie et le cancer.”

    Houssen Moshinaly

    Rédacteur en chef d'Actualité Houssenia Writing. Rédacteur web depuis 2009.

    Blogueur et essayiste, j'ai écrit 9 livres sur différents sujets comme la corruption en science, les singularités technologiques ou encore des fictions. Je propose aujourd'hui des analyses politiques et géopolitiques sur le nouveau monde qui arrive. J'ai une formation de rédaction web et une longue carrière de prolétaire.

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