Sandra Schoors et ses collègues ont découvert que la combustion des acides gras joue un rôle majeur dans la formation de nouveaux vaisseaux sanguins. Et que c'est une cible de choix pour lutter contre le cancer. Cela leur a valu une publication dans Nature sur.
Les cellules cancéreuses se développent de manière incontrôlée. Pour cette « croissance sauvage », ils ont besoin de beaucoup d'oxygène et de nutriments, qui sont fournis par le sang. Plus il y a de vaisseaux sanguins, plus il y a de nourriture. Par conséquent, les cellules cancéreuses produisent des facteurs de croissance, des protéines qui stimulent la formation de nouveaux vaisseaux sanguins. Pouvez-vous combattre le cancer en empêchant la formation de vaisseaux sanguins ? Une des pistes de recherche porte sur le blocage du facteur de croissance VEGF. Cette thérapie fonctionne bien pour les affections oculaires telles que la dégénérescence maculaire, où les vaisseaux sanguins se développent anormalement. Mais malheureusement, cela ne semble pas être la solution idéale pour le cancer :avec le temps, les cellules cancéreuses cherchent une issue et commencent à produire d'autres facteurs de croissance, ce qui relance la formation de vaisseaux sanguins arrêtés.
Inhiber le métabolisme
Le groupe de recherche de Peter Carmeliet (VIB, KU Leuven), une autorité dans le domaine de la formation des vaisseaux sanguins, étudie maintenant le blocage de la formation des vaisseaux sanguins d'un point de vue différent :au lieu d'affamer les cellules cancéreuses, les chercheurs se concentrent sur les cellules qui tapissent les vaisseaux sanguins forment les cellules endothéliales. Lorsque le groupe a commencé cette recherche, Sandra Schoors venait de terminer ses études en sciences biomédicales et a décidé de mener sa recherche doctorale avec Peter Carmeliet. « Le professeur Carmeliet m'avait enseigné le processus de formation des vaisseaux sanguins dans le cancer. Cela m'a beaucoup intriguée", raconte-t-elle. « Je suis immédiatement allé voir le site Web du laboratoire, j'ai postulé à un poste vacant et je me suis impliqué dans l'histoire.
Les cellules endothéliales ont besoin de beaucoup d'énergie et de biomasse pour se diviser et migrer. Ils répondent aux facteurs de croissance qui envoient des signaux à ces cellules pour les activer. «Nous soupçonnions que les facteurs de croissance communiquent avec le métabolisme des cellules endothéliales pour leur fournir plus de biomasse et d'énergie», explique Schoors. « La question que nous nous sommes immédiatement posée était :le blocage du métabolisme affecte-t-il la division et la migration des cellules endothéliales, de sorte que ce processus n'est plus actif. Et cela pourrait-il être un moyen de bloquer la formation de vaisseaux sanguins ? '
La première étape de la recherche a été l'identification de la principale source de nutrition des cellules endothéliales. En particulier, le métabolisme du sucre (glycolyse ou conversion du glucose en lactate) semble être un processus important dans les cellules endothéliales. Le fait que ce processus soit associé à la production d'une grande quantité de biomasse et d'énergie avait déjà été étudié auparavant. «La glycolyse s'est en effet avérée prédominante dans les cellules endothéliales. Nous avons également montré que la prévention de la glycolyse entraînait une réduction de la formation de vaisseaux sanguins», explique Schoors. "La suppression de la glycolyse a non seulement inhibé la division cellulaire des cellules endothéliales, mais également la migration."
Dans une phase suivante, les chercheurs se sont penchés sur la fonction des mitochondries - les usines énergétiques de nos cellules - dans les cellules endothéliales. « Les mitochondries peuvent brûler de nombreuses substances. Il comprend également des acides gras. Cependant, la combustion des acides gras n'était pas considérée comme une source potentielle d'énergie ou de biomasse dans les cellules endothéliales, car elles semblaient utiliser principalement les sucres comme source de nourriture. Nous avons décidé d'étudier cela plus en détail."
Les chercheurs ont fait la découverte surprenante que les cellules endothéliales décomposent les acides gras, non pas pour produire de l'énergie, mais pour fournir des éléments de base pour la production de molécules telles que l'ARN, l'ADN et les protéines, dont elles ont besoin pour se diviser lors de la formation des vaisseaux sanguins. "C'était une découverte très remarquable, car nous ne nous attendions pas à ce que l'oxydation des acides gras joue un rôle aussi important dans la formation des vaisseaux sanguins sur la base de la littérature existante."
Les chercheurs ont non seulement été les premiers à montrer que les acides gras sont d'une grande importance pour la production d'ADN des cellules endothéliales, ils ont également réussi à inhiber la formation de nouveaux vaisseaux sanguins en empêchant la combustion des acides gras. «Nous avons établi cela chez des souris génétiquement modifiées chez lesquelles nous avons désactivé l'enzyme CPT1a, qui joue un rôle important dans le métabolisme des acides gras, dans les cellules endothéliales. Nous avons étudié l'effet du blocage de CPT1a sur les vaisseaux sanguins de la rétine de souris qui ne se forment normalement qu'après la naissance. Nous avons constaté qu'en effet, moins de vaisseaux sanguins se formaient chez les souris sans CPT1a par rapport aux souris exprimant CPT1a. »
Schoors et ses collègues ont ensuite examiné leurs découvertes dans un modèle murin de rétinopathie du prématuré, une lésion rétinienne chez les prématurés dans laquelle la formation de vaisseaux sanguins est perturbée et peut entraîner la cécité. Ils ont également vu moins de formation de vaisseaux sanguins anormaux lorsqu'ils ont bloqué la combustion des acides gras. La découverte du rôle de la combustion des acides gras a donné lieu à une publication révolutionnaire pour Schoors et ses collègues dans la célèbre revue Nature. Mais Schoors ne veut pas s'arrêter à la recherche fondamentale. « Nos recherches montrent que le blocage de CPT1a empêche la formation de vaisseaux sanguins pathologiques. Cela signifie qu'il peut également agir contre le cancer. »
Pas pour demain
Il faudra probablement un certain temps avant qu'une nouvelle thérapie ne trouve son chemin vers les patients atteints de cancer. "Il reste encore beaucoup de recherches à faire et une fois que vous avez défini un objectif thérapeutique, vous devez également développer un médicament qui peut atteindre les objectifs", dit-elle. En cas de succès, le médicament devra passer par toutes les phases d'un essai clinique avant d'être approuvé pour utilisation. C'est un processus de longue haleine, qui prend parfois dix à quinze ans."
En tout cas, Schoors prévoit de poursuivre ses recherches pour les années à venir. «Nous commençons actuellement des études sur le cancer chez la souris dans lesquelles nous bloquons CPT1a et examinons son effet sur la croissance tumorale. En même temps, nous recherchons intensément un médicament approprié. Parce que développer un médicament pour l'objectif thérapeutique sur lequel j'ai travaillé serait tout simplement formidable."
