Un « interrupteur » rend le cancer vulnérable aux attaques
Un commutateur moléculaire activé par la lumière permet de traiter à nouveau les cellules tumorales dormantes
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Des chercheurs de l'ETH Zurich ont mis au point un commutateur moléculaire commandé par la lumière. Celui-ci sort les cellules cancéreuses pulmonaires d'un état de dormance protecteur, les rendant ainsi plus accessibles au traitement.
Les cellules tumorales peuvent entrer dans un état semblable au sommeil et échapper ainsi à l'effet destructeur des médicaments anticancéreux. Dans certains types de cancer, comme certaines formes de cancer du poumon, cet état est déclenché par les hormones du stress présentes dans l'organisme. À l'intérieur des cellules cancéreuses, les récepteurs des glucocorticoïdes reconnaissent ces hormones, et les cellules réagissent en entrant dans un état où elles ne se divisent pratiquement plus. Cela rend de nombreux traitements inefficaces. Les scientifiques tentent de désactiver ces récepteurs afin de sortir les cellules cancéreuses de leur sommeil, les rendant ainsi vulnérables aux attaques.
La lumière limite l'impact à la tumeur
Le problème est que chaque cellule de notre corps possède des récepteurs aux glucocorticoïdes, qui remplissent des fonctions importantes, notamment dans la réduction de l’inflammation et pour le système immunitaire. Éliminer tous ces récepteurs dans l’ensemble du corps aurait des effets secondaires désastreux ; il est donc nécessaire de disposer d’une méthode hautement spécifique qui ne détruise que les récepteurs aux glucocorticoïdes des cellules tumorales.
Des chercheurs de l'ETH Zurich ont désormais trouvé une solution en développant un système qui induit la destruction de ces récepteurs. La lumière peut être utilisée pour neutraliser de manière sélective l'effet du système dans les tissus sains environnants, de sorte que l'impact soit limité à la tumeur. « Ce système repose sur une technologie médicale existante et offre donc une perspective réaliste de thérapies localisées », explique Robin Scheuplein, co-auteur principal de la publication et doctorant au sein du groupe de recherche dirigé par Katharina Gapp, professeure d’épigénétique et de neuroendocrinologie.
Le marquage garantit une élimination rapide des récepteurs
Pour leur approche, les chercheurs ont utilisé un système de recyclage qui existe naturellement dans l'organisme. Ce système détecte les protéines défectueuses et les marque pour qu'elles soient éliminées en y attachant une petite molécule – une étiquette « poubelle », pour ainsi dire. Les protéines ainsi marquées sont ensuite dégradées. Les chercheurs ont désormais modifié ce processus spécifiquement pour l'élimination des récepteurs de glucocorticoïdes sur les cellules tumorales.
Pour ce faire, ils ont construit un commutateur composé de trois parties : une sous-unité qui se lie au récepteur, une pièce de liaison flexible et une autre sous-unité qui se lie à l'enzyme chargée d'attacher l'étiquette « déchets ». L'astuce réside dans la conception chimique de la pièce de liaison : dans des conditions d'éclairage normales, celle-ci est étirée de sorte que l'enzyme se trouve à la bonne distance du récepteur pour le marquer. La cellule reçoit alors le signal de se diviser et d'éliminer le récepteur. Lorsqu'elle est exposée à une lumière d'une longueur d'onde donnée, la pièce de connexion se plie. En conséquence, l'enzyme et le récepteur ne sont plus dans la bonne position relative pour attacher les étiquettes de déchets.
Des cellules cancéreuses pulmonaires réveillées de leur sommeil en laboratoire
Cette avancée scientifique a été rendue possible grâce à une collaboration entre différents groupes de recherche de l'ETH Zurich. Pour ces expériences, le professeur de synthèse organique Erick Carreira et son équipe ont produit plusieurs éléments de liaison. Une fois intégrées au commutateur, deux de ces pièces ont montré exactement les caractéristiques souhaitées lors des tests. En effet, la lumière a permis de basculer le commutateur entre une forme induisant la dégradation du récepteur et une autre qui ne le fait pas.
L'objectif est d'utiliser ce commutateur dans le traitement localisé de haute précision du cancer. À cette fin, il est injecté dans la tumeur, puis la lumière est utilisée pour désactiver spécifiquement tous les commutateurs qui migrent de la tumeur vers les tissus sains. « L'activité peut ainsi être strictement limitée au cœur de la tumeur, préservant les tissus environnants et provoquant nettement moins d'effets secondaires. L'effet est réversible et peut être contrôlé avec précision », explique Scheuplein.
Dans des cultures de laboratoire de cellules cancéreuses pulmonaires, les chercheurs ont déjà réussi à démontrer l'effet biologique attendu, la substance active entraînant une dégradation rapide des récepteurs des glucocorticoïdes des cellules tumorales. Une analyse de l’activité génétique a également montré que les cellules sont ainsi sorties de leur état de dormance. « Bien sûr, cela devra maintenant être vérifié également sur des organismes vivants », précise Scheuplein.
Applications dans le cancer du sein et de la prostate
De plus, les chercheurs doivent encore optimiser le système pour des applications en thérapie anticancéreuse. Comme la lumière ne pénètre que de quelques millimètres dans les tissus, la source lumineuse doit être placée près des limites de la tumeur afin d’établir la barrière optique protectrice. Dans le cas du cancer du poumon, par exemple, cela pourrait facilement être réalisé à l’aide d’un endoscope. Pour les tumeurs plus profondes, les équipes de recherche souhaitent développer des commutateurs réagissant à des longueurs d’onde plus longues, telles que le proche infrarouge, qui pénètrent plus profondément et plus doucement dans les tissus.
« Nous avons développé un système modulaire que nous pouvons également utiliser pour désactiver d’autres récepteurs », explique Scheuplein. Parmi les récepteurs présentant un intérêt pour des applications cliniques, on peut citer le récepteur des œstrogènes dans le cas du cancer du sein hormono-dépendant et le récepteur des androgènes dans le cancer de la prostate avancé. Le système est déjà prêt à être utilisé dans la recherche afin de clarifier les voies de signalisation complexes en biologie du cancer.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
Publication originale
Karina M. Freitag, Robin Scheuplein, Chiara Orlacchio, Viola Ansuinelli, Tommaso Fava, Vincent Fischer, Bohan Zhang, Miriam Kretschmer, Mahshid Gazorpak, Erick M. Carreira, Katharina Gapp; "Light-controlled disruption of cancer cell dormancy via photoswitchable stress hormone receptor degraders"; Proceedings of the National Academy of Sciences, Volume 123, 2026-5-21
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