Cancer contre chimiothérapie - La résistence des cellules

Comment des cellules cancéreuses résistent aux agents chimiothérapeutiques

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Qu'est-ce qui sépare les quelques cellules cancéreuses résistant à la chimiothérapie (ce qui laisse la porte ouverte à une récidive) de celles qui meurent ? Des chercheurs de l'Institut Weizmann ont développé une méthode originale pour visualiser et analyser des milliers de cellules vivantes afin de comprendre exactement comment les différents agents chimiothérapeutiques agissent sur elles.

Ces travaux ont été entrepris par le doctorant Ariel Cohen, ainsi que par Naama Geva-Zatorsky et Eran Eden, du laboratoire du professeur Uri Alon, du département de Biologie moléculaire des cellules à l'Institut Weizmann. Ils ont utilisé une méthode qui leur a permis, d'une part, d'étudier en détail les nombreuses protéines cellulaires qui peuvent avoir une incidence sur la survie des cellules, et qui, d'autre part, leur permet de faire un zoom pour observer les activités de cellules individuelles.

L'utilisation de l'informatique pour le travail fastidieux qui consiste à chercher les anomalies leur a permis d'observer le comportement de plus de mille protéines différentes. Mais même de cette manière, il aura fallu plusieurs années pour arriver à bout de ce projet consistant à marquer les protéines spécifiques de chaque groupe de cellules cancéreuses avec un gène fluorescent et à capturer une série d'images en time-lapse (accéléré) pendant 72 heures. Ensuite on a ajouté un deuxième marqueur fluorescent plus faible pour mieux tracer les cellules afin que l'ordinateur puisse les identifier. On a ensuite exposé les cellules à une substance chimiothérapeutique pendant 24 heures, après quoi certaines sont mortes tandis que d'autres ont lutté contre le médicament.

Grâce à leurs efforts, les membres de ce groupe ont réussi à mettre au point une banque exhaustive de cellules marquées, d'images et de données sur les protéines des cellules cancéreuses : c'est une mine d'or virtuelle de matériel prêt à être utilisé pour les recherches sur le cancer. Ils ont aussi réussi à repérer deux protéines qui semblent jouer un rôle dans la survie des cellules cancéreuses.

Bien que la plupart de ces protéines se conduisent de la même manière dans toutes les cellules, les chercheurs ont découvert qu'un petit sous-ensemble (environ 5 %) pouvait avoir un comportement imprévisible, même dans le cas où les cellules et l'exposition au médicament étaient identiques. Les chercheurs ont qualifiée ces protéines de bimodales, car elles peuvent se comporter d'une manière ou de l'autre.

Il fallait aussi répondre à la question suivante: certaines de ces protéines bimodales identifiées sont-elles celles qui parfois favorisent la survie des cellules ? Les chercheurs ont découvert deux molécules qui semblent répondre à cette question. L'une, DDX5, est une protéine « multitâches » qui joue, entre autres, un rôle dans la formation d'autres protéines. La seconde, RFCI, a aussi plusieurs rôles, comme par exemple celui de diriger la réparation d'ADN endommagé. Lorsque les chercheurs ont bloqué la production de ces protéines dans les cellules cancéreuses, le médicament est devenu beaucoup plus efficace.

Comme l'explique Ariel Cohen, cette méthode a permis de mieux comprendre comment les cellules réagissent aux médicaments. De plus, dit-il, en menant une recherche objective, entreprise sans idée préconçue sur l'identité des protéines impliquées, les chercheurs ont découvert de nouvelles cibles pour les médicaments et ils ont vu comment certaines activités peuvent améliorer l'efficacité de produits existants.