Une nouvelle étude démontre comment les tumeurs cérébrales peuvent se nourrir en dépit d'un micro-environnement avec des nutriments restreints et de l'oxygène.

Des chercheurs de l'Université du Texas MD Anderson Cancer Center à Houston ont découvert qu'une enzyme aide les tumeurs cérébrales à se développer. Cette découverte offre le potentiel de nouvelles approches de traitement des tumeurs.

Toutes les tumeurs cancéreuses doivent se «nourrir» pour se développer et se propager. Tout comme les cellules saines, les cellules cancéreuses sont incapables de vivre sans la présence d'oxygène et de nutriments - mais les tumeurs sont habituellement situées dans un micro-environnement affamé par les nutriments.

Nouvelles constatations, publiées dans Cellule moléculaire , Illustrent comment les tumeurs parviennent à se nourrir et à se développer malgré leur environnement implacable.

Une enzyme connue sous le nom d'acétyl-CoA synthetase 2 (ACSS2) est au centre de fournir aux tumeurs une voie pour survivre. L'ACSS2 améliore la capacité de la tumeur à utiliser de l'acétate, un sel cellulaire, comme source de nourriture à base de carbone, au lieu du glucose. Alors que le glucose est plus souhaitable pour aider à la croissance tumorale, son approvisionnement en cellules cancéreuses est souvent limité.

L'acétate fournit aux cellules cancéreuses qui sont situées au cœur de la tumeur avec une bouée de sauvetage non seulement pour survivre tout en luttant contre la déficience en éléments nutritifs, mais aussi comme une méthode de croissance.

La réduction de cette importante voie nutritive dans les cellules cancéreuses pourrait être essentielle pour prévenir la croissance tumorale et favoriser la mort de cellules cancéreuses. Cependant, le système immunitaire est incapable d'arrêter la voie nutritive dans les cellules cancéreuses, et les traitements actuels sont inefficaces.

En outre, il n'est pas clair comment ACSS2 se déplace à partir d'un composant de cellule liquide appelé cytosol dans le noyau dans une opération connue sous le nom de translocation nucléaire. Si la translocation nucléaire de l'ACSS2 pouvait être arrêtée, la capacité de la cellule cancéreuse à se maintenir.

"L'élimination du stress métabolique est une étape critique dans la croissance des tumeurs solides. L'acétyl-coenzyme A (CoA), généré par l'absorption de glucose et d'acétate, est une source de carbone clé pour les processus cellulaires importants tels que l'acétylation des histones et l'expression des gènes", a déclaré Zhimin Lu, Ph..D., Professeur de neuro-oncologie et chercheur principal de l'étude.

"Cependant, comment l'acétyl CoA est produit sous le stress nutritionnel n'est pas clair. Notre étude explique la mécanique sous-jacente de la façon dont cela se produit, avec ACSS2 comme une méthode nouvelle et importante pour l'expression des gènes dans ces circonstances".

L'ACSS2 permet la production de structures cellulaires pour faciliter le développement de la tumeur

Lu et ses collègues ont utilisé un outil d'édition de gènes appelé CRISPR pour explorer le rôle de l'ACSS2 dans l'acétylation des histones en générant de l'acétyl-CoA nucléaire à partir de l'acétate dans le noyau de la cellule.

Les histones sont vitales pour la régulation des gènes. Ce sont des protéines qui agissent comme des "bobines" pour que l'ADN se propage. L'acétylation de l'histone est un processus de modification qui est une partie clé de l'expression des gènes. La modification de l'histone à l'aide d'une enzyme métabolique a été jugée importante pour que les cellules restent stables et pour le développement de tumeurs.

L'enzyme ACSS2 permet de produire des lysosomes, qui sont des structures cellulaires qui contribuent au développement de la tumeur. En outre, ACSS2 favorise l'autophagie - un «mécanisme d'alimentation cellulaire cannibale» - qui, à son tour, permet aux lysosomes d'obtenir, de digérer et de recycler les principaux nutriments.

De plus, si les nutriments à l'extérieur de la cellule sont insuffisants, ACSS2 reprograme le métabolisme de la cellule cancéreuse pour la survie et la croissance cellulaire de deux façons: en augmentant l'autophagie et en réutilisant les produits digérés par les lysosomes.

Ces résultats élucient un jeu instrumental entre la reprogrammation du métabolisme et l'expression des gènes dans les cellules cancéreuses.

L'inhibition de la fonction nucléaire de l'ACSS2 et de la voie métabolique, connue sous le nom de glycolyse, qui convertit le glucose en énergie d'alimentation tumorale, semble être une approche efficace pour le traitement du cancer ".

Zhimin Lu, Ph.D.

La recherche fournit de nouvelles informations sur la translocation nucléaire et comment ACSS2 pourrait être un joueur potentiel dans de nouvelles approches thérapeutiques pour traiter le cancer.

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