Quand le reflet tue
Un acide aminé en miroir inhibe de manière ciblée la croissance de certaines cellules cancéreuses
Dans la nature, on trouve souvent des substances qui se comportent comme une image dans un miroir, comme par exemple le célèbre acide lactique dextrogyre et lévogyre. Des équipes de recherche de l'université de Marburg et de l'université de Genève ont maintenant découvert comment affaiblir de manière ciblée la croissance de certaines cellules cancéreuses à l'aide d'une substance reflétée - et plus précisément à l'aide de l'acide aminé D-cystéine, qui est l'exact reflet de l'acide aminé naturel L-cystéine, qui contient du soufre. Les chercheurs, sous la direction du professeur Roland Lill de l'Institut de cytobiologie de l'Université Philipps de Marburg, en font état dans Nature Metabolism.
Dans l'illustration, Roland Lill (à gauche) et Oliver Stehling montrent de manière exemplaire comment la D-cystéine agit de manière toxique dans les cellules : Normalement, le soufre jaune est transféré de la main gauche (L) à une position réceptrice dans l'enzyme (E). Mais si le soufre jaune se trouve dans la main droite (R), la distance jusqu'à la position réceptrice est trop grande. Par conséquent, la réaction de transfert, vitale pour la cellule, ne peut pas avoir lieu et la cellule meurt.
Foto: Carina Beimborn; Bearbeitung: Roland Lill
Contrairement à la L-cystéine, l'image miroir de la D-cystéine ne peut toutefois pas être utilisée pour la synthèse de molécules protéiques (protéines) dans la cellule biologique. L'équipe de chercheurs a maintenant mis en évidence les mécanismes exacts par lesquels la D-cystéine inhibe la croissance des cellules tumorales. Dans un premier temps, le groupe genevois du professeur Jean-Claude Martinou a observé que seules les cellules tumorales dans lesquelles un transporteur de cystéine déjà connu était présent de manière renforcée dans la membrane cellulaire voyaient leur croissance inhibée par la D-cystéine. C'était effectivement le cas dans la plupart des cellules tumorales testées, car ce transporteur confère en fait des avantages de croissance aux cellules tumorales par l'absorption de L-cystéine.
Le laboratoire de Marburg dirigé par Roland Lill, qui s'intéresse depuis longtemps au processus de production biologique des protéines dites fer-soufre, a cherché à savoir pourquoi la D-cystéine avait un effet toxique après avoir été absorbée par la cellule. Le laboratoire a découvert que la D-cystéine bloque une enzyme importante qui intègre normalement le soufre de la L-cystéine dans les protéines fer-soufre afin que celles-ci puissent fonctionner dans la cellule. Étant donné que de nombreuses protéines fer-soufre exercent des fonctions vitales, comme la synthèse de l'ADN, une cellule ne peut pas fonctionner correctement sans ces protéines fer-soufre et se détruit donc.
Les chercheurs ont pu montrer en détail comment la D-cystéine bloque l'enzyme libérant du soufre. Pour simplifier, la L-cystéine naturelle transmet son soufre à l'enzyme de la "main gauche". Dans le cas de l'image miroir de la D-cystéine, le soufre se trouve toutefois dans la "main droite" et donc trop loin de la position du récepteur dans l'enzyme. La transmission du soufre est donc bloquée et, par conséquent, aucune protéine fer-soufre ne peut se former.
"Ces recherches pourraient être pertinentes pour le traitement des tumeurs", commente Lill. Les premières expériences menées sur des souris dans le laboratoire genevois ont montré que la D-cystéine peut également inhiber de manière significative la croissance des tumeurs chez l'animal vivant. Les chercheurs veulent maintenant tester si et comment cette substance peut être utilisée dans les maladies cancéreuses.
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