Les cellules cancéreuses sont maîtres de l’adaptation. Alors que la plupart des cellules saines peuvent modifier leurs sources de carburant pour survivre aux périodes de pénurie de nutriments, de nombreuses tumeurs développent une dépendance spécialisée à l’égard de certains nutriments pour alimenter leur division rapide. L’un de ces nutriments est la glutamine, un acide aminé essentiel à la construction des protéines et de l’ADN qui stimulent la croissance tumorale.
Ce phénomène, souvent appelé « addiction à la glutamine », est depuis longtemps une cible des chercheurs. Cependant, un obstacle majeur au traitement du cancer réside dans la capacité des cellules tumorales à « pivoter », c’est-à-dire à trouver des voies métaboliques alternatives pour survivre même lorsque la glutamine est bloquée.
Une nouvelle recherche publiée dans Molecular Cell a identifié un mécanisme spécifique qui permet cette survie et, plus important encore, un moyen potentiel de l’arrêter.
Le rôle du Pyruvate et la « Licence Métabolique »
Une étude menée par les Drs Alexis Jourdain et Miriam Lisci de l’Université de Lausanne (Unil) a exploré comment les cellules contournent leur besoin en glutamine en utilisant des molécules riches en carbone, notamment le pyruvate.
Les chercheurs ont découvert que pour qu’une cellule utilise le pyruvate comme source de carburant alternative, elle s’appuie sur une enzyme mitochondriale essentielle appelée pyruvate carboxylase. Cette enzyme ne peut pas fonctionner seule ; il nécessite de la Vitamine B7 (biotine) pour fonctionner.
L’étude suggère que la vitamine B7 agit comme une sorte de « licence métabolique ». Lorsque la biotine est présente, l’enzyme est activée, permettant au pyruvate d’entrer dans le système énergétique de la cellule et de compenser le manque de glutamine. Si cette vitamine est éliminée ou indisponible, l’enzyme échoue, la « licence » est révoquée et la capacité de la cellule à croître et à se diviser est gravement compromise.
La connexion FBXW7 : pourquoi certains cancers sont plus vulnérables
La recherche établit également un lien crucial entre les mutations génétiques et la dépendance métabolique. L’équipe s’est concentrée sur FBXW7, un gène fréquemment muté dans divers types de cancer.
Les résultats révèlent une chaîne de causalité directe :
1. Une mutation se produit : Le gène FBXW7 subit une mutation.
2. Déplétion enzymatique : Cette mutation entraîne la disparition partielle de l’enzyme pyruvate carboxylase.
3. Piège métabolique : Sans cette enzyme, la cellule ne peut plus utiliser efficacement le pyruvate.
4. Dépendance : La cellule cancéreuse se retrouve piégée dans un état de dépendance absolue à la glutamine.
Il s’agit d’une découverte importante car elle identifie un sous-ensemble spécifique de patients – ceux présentant des mutations FBXW7 – qui pourraient être beaucoup plus sensibles aux traitements ciblant le métabolisme de la glutamine.
Implications pour les futures thérapies contre le cancer
Pendant des années, les essais cliniques visant à bloquer la glutamine ont donné des résultats mitigés. Cette étude aide à expliquer pourquoi : les cellules cancéreuses ne sont pas statiques ; ils sont métaboliquement flexibles. Si une voie est bloquée, ils passent simplement à une autre, comme la voie du pyruvate.
En comprenant ce « plan de secours », les scientifiques peuvent évoluer vers des modèles de traitement plus sophistiqués. Au lieu de cibler un seul nutriment, les futures thérapies pourraient se concentrer sur une perturbation métabolique simultanée, bloquant à la fois le carburant principal (glutamine) et le mécanisme de secours (la voie du pyruvate dépendante de la biotine).
« Ces recherches ouvrent de nouvelles pistes pour concevoir des stratégies thérapeutiques innovantes prenant en compte la grande flexibilité métabolique des cellules tumorales », conclut Alexis Jourdain.
Conclusion
En identifiant comment la vitamine B7 et l’enzyme pyruvate carboxylase permettent aux cellules cancéreuses de contourner les pénuries de nutriments, les chercheurs ont découvert une nouvelle vulnérabilité qui pourrait conduire à des traitements contre le cancer plus efficaces et multi-ciblés.
