Un ARN spécial supprime la formation de cellules cancéreuses du sein
Une équipe de recherche internationale décrypte le mécanisme moléculaire de la synthèse de l'ARN ribosomal
Le cancer du sein est le cancer le plus fréquent chez les femmes. Le développement du cancer du sein provient souvent des cellules épithéliales de la glande mammaire, celles-là mêmes qui sont spécialisées dans la production de lait pendant et après la grossesse. Une équipe de chercheurs de l'université Friedrich Schiller d'Iéna (Allemagne), de l'université de Shenzhen (Chine) et de l'hôpital universitaire d'Iéna (Allemagne) a examiné de plus près ce processus de spécialisation et décrypté un mécanisme moléculaire qui semble également jouer un rôle important dans le développement du cancer. Sur la base de ces résultats de recherche, il pourrait être possible de développer de nouvelles procédures de diagnostic et de nouvelles méthodes de traitement du cancer du sein. Les scientifiques rendent compte de leurs travaux dans la revue scientifique "Cell Reports".
Activation et désactivation de la synthèse de l'ARN
La différenciation des cellules, c'est-à-dire leur spécialisation, est une composante essentielle d'un organisme. Ce n'est que grâce à cette spécialisation que les cellules peuvent assumer différentes tâches. Au cours de la lactogenèse - le processus déclenché par les hormones qui permet aux glandes mammaires de produire du lait - les cellules concernées se multiplient d'abord. Les protéines nécessaires sont produites par les ribosomes. L'ARN ribosomique, ou ARNr en abrégé, est un élément fondamental des ribosomes. Si l'on a besoin de plus de protéines, la demande d'ARNr augmente également, et sa synthèse dans le noyau cellulaire s'accélère en conséquence. À la fin de la lactogenèse, les cellules spécialisées cessent de croître et réduisent à nouveau la synthèse de l'ARNr. Ce mécanisme de régulation se déroule au niveau épigénétique, ce qui signifie que ce n'est pas l'ADN lui-même qui change, mais son conditionnement, dont un autre type d'ARN est responsable.
"Nous avons découvert qu'un long ARN non codant appelé PAPAS, que j'avais découvert il y a quelques années, agit sur l'emballage de l'ADN et réduit la production d'ARNr", explique le Dr Holger Bierhoff, qui dirige le projet à l'université d'Iéna. "Plus précisément, le PAPAS influence l'accès aux régions actives de l'ADN et détermine si celles-ci sont copiées ou non dans l'ARN. Si l'on a besoin de beaucoup de ribosomes et de protéines, et donc de beaucoup d'ARNr, la synthèse du PAPAS est réduite. Si ce processus doit être stoppé, le niveau de PAPAS augmente".
Les experts d'Iéna ont également découvert que le PAPAS ne joue pas seulement un rôle important dans la prolifération cellulaire, mais aussi dans la spécialisation. "Lorsque nous avons désactivé le PAPAS par manipulation génétique dans les cellules, nous avons observé que le développement des cellules productrices de lait ne fonctionnait plus correctement", explique Bierhoff.
Niveau élevé de PAPAS - faible croissance tumorale
La synthèse de l'ARNr augmente également dans les cellules cancéreuses, car elles se multiplient rapidement et ont besoin de beaucoup de protéines - et donc de beaucoup de ribosomes. "Nous nous sommes donc demandé si le mécanisme de régulation que nous avons observé joue également un rôle dans le développement du cancer du sein. La réponse est clairement oui", explique le biologiste cellulaire Bierhoff. "Lorsque nous avons réduit la synthèse de PAPAS et désactivé la spécialisation cellulaire, nous avons observé que les cellules développaient les caractéristiques des cellules cancéreuses". En revanche, les chercheurs ont montré, tant dans les cultures cellulaires que chez les souris, qu'un niveau élevé de PAPAS réduit la croissance des tumeurs ainsi que la propagation des métastases.
Mais comment les cellules cancéreuses parviennent-elles à désactiver la production de PAPAS et à stimuler ainsi la synthèse de l'ARNr ? "Nous avons également trouvé un mécanisme pour cela", explique Bierhoff. "La production de PAPAS nécessite un signal moléculaire au début du gène PAPAS. Cette structure de signalisation est régulée par des protéines particulières, qui peuvent résoudre ou bloquer la structure. Nous avons observé que la production de ces protéines est particulièrement élevée dans les cellules du cancer du sein. Plus la tumeur est agressive, plus elles sont présentes".
Les chercheurs d'Iéna développent une thérapie à l'ARN
Pour Holger Bierhoff, les résultats de la recherche sont prometteurs à deux égards : "Tout d'abord, nous constatons que le PAPAS peut être un marqueur intéressant pour évaluer l'agressivité d'une tumeur du sein. Cette information pourrait potentiellement être utilisée comme outil de diagnostic", explique-t-il. "Deuxièmement, nous travaillons déjà à la mise au point d'une thérapie ARN pour le traitement du cancer. Nous connaissons le mécanisme par lequel le PAPAS régule la synthèse de l'ARNr et nous savons quelle région de l'ARN est nécessaire pour cela. L'idée est maintenant de produire artificiellement cette partie du PAPAS, de la conditionner dans des nanoparticules et de l'introduire dans les cellules cancéreuses, restaurant ainsi sa fonction. Nous réduirions ainsi la synthèse de l'ARNr, dont le cancer a besoin pour proliférer". Cette stratégie serait similaire aux vaccins à ARNm, comme celui contre le Covid-19, mais il s'agirait ici d'un ARN régulateur au lieu d'un ARN codant pour une protéine.
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.
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