Une protéine que nécessitent les cellules souches pourrait être une cible pour tuer les cellules cancéreuses du sein
Pendant des années, les experts en cancérologie ont réalisé que les cellules cancéreuses se comportent de certaines manières, comme les cellules souches, les cellules non spécialisées qui, lorsqu'elles sont exposées à certains signaux, peuvent "différencier".
Lorsqu'une cellule souche se différencie, elle commence un chemin à sens unique qui se traduira par sa spécialisation et éventuellement sa mort. Par exemple, une cellule souche dans la poitrine peut devenir une cellule luminal, une des «fabriques de lait» du sein. Ces cellules ont une durée de vie limitée. Les cellules cancéreuses ressemblent aux cellules souches, non pas parce qu'elles peuvent se transformer en d'autres types cellulaires, mais parce qu'en termes de développement, elles semblent aller dans la direction opposée: elles commencent à traverser de multiples couches de panneaux et barricades et continuent à se multiplier.
La Professeure adjointe Camila dos Santos du Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL) étudie les cellules souches dans la poitrine pour obtenir des indices sur les changements qui se produisent lorsque les cellules mammaires normales deviennent cancéreuses. Aujourd'hui, une équipe dirigée par dos Santos, en collaboration avec le professeur Gregory Hannon de Cancer Research UK, Cambridge Institute et le professeur adjoint William Pomerantz à l'Université du Minnesota, identifient une protéine qu'ils montrent doit être présente pour que les cellules souches mammaires accomplissent leurs fonctions normales.
Lorsque les chercheurs ont éliminé génétiquement ou inhibé chimiquement la protéine, appelée BPTF, les cellules souches ne pouvaient plus maintenir leur état de «renouvellement» et ont commencé à prendre le caractère de cellules mammaires spécialisées, puis elles sont bientôt mortes.
"Cela a été très excitant pour nous", dit dos Santos, "parce que c'est exactement ce qui voulait conduire les cellules cancéreuses du sein à faire. Nous voulons enlever leurs qualités de cellules souches, en particulier leur capacité à se multiplier indéfiniment. Nous testons l'idée qu'un médicament qui inhibe la BPTF pourrait avoir le même effet dans les cellules cancéreuses que dans les cellules souches - cela pourrait les faire se différencier et ensuite mourir ".
Lors de l'étude de la façon dont les cellules normales se transforment en cellules cancéreuses, dos Santos et d'autres chercheurs sur le cancer accordent une attention particulière à l'expression des gènes. Chaque cellule de la poitrine, y compris les cellules souches, contient le génome humain complet. Une façon de penser à ce qui différencie une cellule mammaire d'une cellule cardiaque est que chaque type de cellule exprime différents sous-groupes de gènes.
Il en va de même dans chaque organe. Dans le sein, les conduits conçus pour transporter du lait pendant et après la grossesse sont composés de deux types de cellules hautement spécialisés et d'une niche de cellules souches qui aboutit aux deux types. Chacun de ces différents types de cellules exprime différents groupes de gènes à différents moments pendant la durée de vie d'un individu.
Le tube creux qui forme le conduit de lait est construit à partir de cellules luminesnelles; ceux-ci sont entourés d'une mince couche de cellules appelées cellules myo-épithéliales. Les récepteurs à la surface des cellules myo-épithéliales sont conçus pour interagir avec une hormone, l'ocytocine, libérée pendant la lactation. Cette interaction amène les cellules myoépithéliales - sur la couche externe de la structure ducale - à se contracter, en pressant les cellules luminesnelles à l'intérieur. Ces cellules luminesnelles sont les usines de lait du sein.
Le rôle épigénétique de BPTF dans l'exposition et la dissimulation des gènes
Le BPTF, identifié par Dos Santos et ses collègues comme essentiel pour la maintenance des cellules souches mammaires, est une protéine à fonction très spécialisée. C'est ce que les biologistes appellent un facteur de remodelage de la chromatine. La chromatine est l'emballage qui permet de comprimer six pieds linéaires d'ADN dans chacune de nos cellules dans le noyau microscopique.
Avec tant d'ADN écrasé dans un tel espace, il est raisonnable de dire que l'expression d'un gène dans le «milieu» du faisceau pourrait nécessiter un desserrage du matériau d'emballage pour exposer ce segment d'ADN aux machines qui le copient en une molécule d'ARN. Cette copie est la première étape dans l'utilisation du «plan directeur» du gène pour fabriquer une protéine nécessaire. Les modifications chimiques de la chromatine - et plus précisément, des protéines d'histone qui fournissent des «bobines» autour desquelles l'ADN est enroulé - sont appelées modifications épigénétiques.
"Il est devenu très clair que l'ouverture ou le resserrement de la chromatine, pour exposer ou cacher les gènes dans nos chromosomes, joue un rôle dans la progression du cancer", a déclaré M. Santos. "Par exemple, exposer un gène à un moment donné pourrait aider une cellule cancéreuse à contourner un" signe d'arrêt "dans une voie de croissance".
La recherche publiée montre que BPTF fait partie d'un système de réglementation qui ouvre la chromatine et modifie l'expression des gènes, en particulier dans les cellules souches mammaires. Cette ouverture de la chromatine se révèle être critique dans la capacité de la cellule souche à rester «immortel» - pour donner naissance à des cellules souches de la fille qui aidera également à maintenir un tissu tel que le sein et à l'ensemencer, à différents moments de vie, avec des cellules spécialisées. Par exemple, pendant la puberté, lorsque le sein se développe, ou pendant la grossesse, lorsque la poitrine s'élève pour produire du lait.
"Nous savons maintenant que les cellules souches mammaires sont fortement dépendantes de BPTF. La prochaine tâche à explorer si on peut utiliser la dépendance pour cibler les programmes de cellules souches dans les cellules de cancer du sein ", a déclaré M. Santos. La recherche discutée ici a été soutenue par les Subventions de soutien du Centre de cancérologie CSHL 5P30CA045508 et 5P30CA045508-28, le prix P01 # 2P01CA013106, la Fondation du cancer de Sidney Kimmel, la place Pershing Innovator Award, le Rita Allen Scholar Award, le V Foundation Scholar Award et le Manhasset Coalition Against Breast Cancer Award.
