Des mini-cerveaux pour la recherche en cancérologie

Publié par Isabelle le 23/03/2021 à 13:00
Source: CNRS INSB

© Jungas Thomas
Dans cette étude publiée dans la revue Cancer Letters, les scientifiques montrent qu'il est possible d'éliminer les cellules à l'origine de la récidive des cancers du cerveau en ciblant une voie métabolique particulière. Pour valider leurs résultats, ils ont utilisé la technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) de pointe que constituent les mini-cerveaux en culture (La définition que donne l'UNESCO de la culture est la suivante [1] :).

Le cancer (Le cancer est une maladie caractérisée par une prolifération cellulaire anormalement...) du cerveau (Le cerveau est le principal organe du système nerveux central des animaux. Le cerveau traite...) est l'un des cancers les plus agressifs et les plus meurtriers en raison d'un très fort taux de récidive. A l'origine de ces récidives, une population de cellules particulières, les cellules souches cancéreuses, dont les propriétés en font de redoutables ennemies: résistance aux traitements, renouvellement perpétuel, capacité à reformer une tumeur (Le terme tumeur (du latin tumere, enfler) désigne, en médecine, une augmentation de...) complète et faculté de dissémination importante. Pour éliminer ces cellules les chercheurs ont choisi de cibler plus particulièrement leur potentiel de renouvellement à long terme. En se basant sur des résultats précédemment obtenus avec des cellules embryonnaires qui partagent certaines propriétés des cellules souches cancéreuses, ils ont mis en évidence un moyen d'enrayer leur renouvellement perpétuel.

On savait que l'inhibition pharmacologique d'une voie métabolique particulière, la voie du 1-Carbone (ou couramment appeler la voie du folate), dans les cellules souches neurales embryonnaires, force (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un...) ces dernières à quitter leur état d'auto-renouvellement et à se différencier en neurones naturellement incapables de se multiplier. Dans un contexte (Le contexte d'un évènement inclut les circonstances et conditions qui l'entourent; le...) sain et plus particulièrement durant le développement embryonnaire, faciliter ce changement de destin cellulaire n'est a priori pas souhaitable.

Dans cette étude, les scientifiques ont travaillé sur l'hypothèse que, dans un contexte pathologique (le cancer du cerveau de type gliome), cette même stratégie (La stratégie - du grec stratos qui signifie « armée » et ageîn qui signifie...) pourrait permettre d'éliminer la progression tumorale en stoppant la division (La division est une loi de composition qui à deux nombres associe le produit du premier par...) les cellules souches cancéreuses. Ils ont utilisé 4 lignées distinctes de cellules souches de gliomes isolées à partir de prélèvements de patients. Des analyses moléculaires et cellulaires réalisées in vitro ont confirmé que l'inhibition de la voie métabolique du 1-Carbone réduit la capacité de renouvellement de ces cellules.

Pour évaluer le potentiel de ce traitement, les chercheurs ont testé cette stratégie dans un contexte tissulaire proche du cerveau humain. Comme alternative à l'utilisation des greffes de cellules souches cancéreuses humaines dans le cerveau de souris (Le terme souris est un nom vernaculaire ambigu qui peut désigner, pour les francophones, avant...) (xénogreffes), ils ont choisi d'utiliser le modèle des organoïdes cérébraux ou mini-cerveaux humains qui permet à la fois de tester leur hypothèse dans un modèle humain mais aussi de participer à l'effort de substitution aux modèles animaux dans la recherche scientifique (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue...).

Les organoïdes cérébraux utilisés sont générés à partir de cellules issues de prélèvements de peau (La peau est un organe composé de plusieurs couches de tissus. Elle joue, entre autres, le...) humaine en passant par une étape de reprogrammation en cellules souches pluripotentes. Ces cellules souches reprogrammées se multiplient, se différencient et s'auto-organisent en structures tridimensionnelles appelées "organoïdes" jusqu'à reproduire la diversité et l'architecture (L’architecture peut se définir comme l’art de bâtir des édifices.) tissulaire physiologique. En testant l'invasion des cellules souches cancéreuses, traitées ou non, sur ces mini-cerveaux, les auteurs ont pu montrer que leur capacité à former une masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un...) tumorale était fortement diminuée après inhibition de la voie métabolique 1-Carbone.

Ces résultats prometteurs ouvrent de potentielles perspectives de traitement pour limiter la récidive des gliomes mais confirment aussi tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...) le potentiel de l'utilisation des organoïdes humains pour les études translationnelles en cancérologie (L'oncologie ou carcinologie ou cancérologie est la spécialité médicale...).


Schéma expérimental utilisé pour la validation du traitement visant à réduire l'auto-renouvellement des cellules souches cancéreuses de gliomes. Les 4 lignées distinctes de cellules souches cancéreuses issues de gliomes de patients ont été mises en culture séparément et caractérisées in vitro En parallèle, des organoïdes cérébraux humains ont été générés à partir de cellules souches, elles-mêmes issues de la reprogrammation de cellules de peau humaines. In fine, les cellules souches cancéreuses, traitées ou non, ont été co-cultivées sur des organoïdes cérébraux matures et les scientifiques ont pu apprécier l'efficacité de leur traitement par l'inhibition de la voie métabolique 1-carbone qui diminue l'auto-renouvellement de ces cellules cancéreuses et l'envahissement des organoïdes plateformes.
© Jungas et Fawal.

Pour en savoir plus:
Inhibition of DHFR targets the self-renewing potential of brain tumor initiating cells.
Fawal MA, Jungas T, Davy (Davy (titre original : Davy) est un roman de Edgar Pangborn publié en 1964.) A.Cancer Lett. 2021 Feb 2;503:129-137. doi: 10.1016/j.canlet.2021.01.026. Online ahead of print.

Laboratoire:
MCD-CBI (Université Toulouse III-CNRS) - Bâtiment 4R4, 118 route (Le mot « route » dérive du latin (via) rupta, littéralement « voie...) de Narbonne. - 31062 Toulouse cedex.

Contacts:
- Alice Davy - Chercheuse DR1 CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand...) au Centre de biologie (La biologie, appelée couramment la « bio », est la science du vivant....) intégrative - alice.davy at univ-tlse3.fr
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