Un mécanisme cellulaire de protection contre le cancer
Susanne Hellmuth et Olaf Stemmann, de la chaire de génétique de l’université de Bayreuth, ont découvert un mécanisme naturel de protection qui mène à la mort programmée des cellules potentiellement malades.
Un mécanisme naturel
Il protège contre le cancer qui peut se développer à la suite d’une distribution irrégulière de l’information génétique aux cellules filles. L’enzyme séparase joue un rôle central dans ce processus. Cette découverte publiée dans Nature offre une approche prometteuse pour le traitement du cancer.
Avec cette étude, les chercheurs de Bayreuth poursuivent leur contribution à la régulation de la séparase récemment publiée dans Nature. La régulation stricte de cette enzyme au cours de la division cellulaire est une condition préalable au développement de cellules filles saines. Si la séparase est activée trop tôt, il existe un risque de transformation cellulaire en cellules cancéreuses malignes.
Les protéines réorientées provoquent la mort des cellules malades
Dans leur étude de suivi, les généticiens de Bayreuth ont maintenant découvert un mécanisme de protection de la cellule jusqu’alors inconnu. C’est la séparase elle-même qui empêche les conséquences de son activité prématurée : elle incite la cellule en division à se suicider, un processus connu sous le nom d’apoptose.
Cela se produit parce que la séparase réutilise deux protéines qui ont généralement pour tâche de contrer l’apoptose. Il s’agit des protéines MCL1 et BCL-XL. Dans une cellule saine, elles empêchent la protéine BAK de provoquer la mort de la cellule. Pourtant, lorsque la séparase devient active trop tôt, elle coupe ces deux protéines.
Par conséquent, elles ne peuvent plus remplir leur fonction de protection des cellules et BAK est libre d’induire l’apoptose. De plus, le traitement dépendant de la séparase transforme la MCL1 et la BCL-XL des facteurs anti-apoptotiques en fragments de protéines pro-apoptotiques. En d’autres termes, les gardiens qui sont censés maintenir la cellule en vie deviennent des agents de mort.
Un mécanisme d’urgence protégeant contre les dysfonctionnements génétiques
Sur la base de ces découvertes, Hellmuth et Stemmann ont mis au jour un autre mécanisme important dans le processus de division cellulaire. Il garantit que la séparase épargne les cellules saines et n’attaque que les protéines MCL1 et BCL-XL qu’en cas de développement cellulaire pathologique imminent.
La séparase est préparée pour cette attaque dès que les deux protéines ont été modifiées par des groupes phosphate. L’enzyme NEK2A est responsable de ce marquage, ou phosphorylation, des protéines.
Le fait est que la NEK2A est dégradée relativement tôt au cours du développement cellulaire. Avant que la cellule ne commence à se diviser, l’enzyme a disparu – à condition que le point de contrôle de l’assemblage du fuseau soit fonctionnel et puisse garantir que la division cellulaire se déroule de manière ordonnée. Dans ce cas, la séparase remplit ses fonctions au bon moment, sans pouvoir identifier et attaquer les MCL1 et BCL-XL qui ne sont plus phosphorylés.
Cependant, si le point de contrôle de l’assemblage du fuseau est défectueux, le processus de division cellulaire est accéléré : et tant que le NEK2A est encore présent dans la cellule, la séparase devient active. Elle reconnaît alors les deux protéines, et l’apoptose est immédiatement déclenchée.
Hellmuth et Stemmann appellent cette interaction des deux enzymes qu’ils ont découvert la « durée minimale du point de contrôle de la mitose précoce », ou « DMC » en abrégé. Il s’agit d’un mécanisme d’urgence qui entre en vigueur dès qu’un point de contrôle défectueux de l’assemblage des broches provoque une mauvaise ségrégation chromosomique associée à un risque de cancérogenèse.
Une nouvelle approche contre le cancer
Ces résultats publiés dans Nature offrent plusieurs points de départ pour de nouvelles thérapies contre le cancer. Par exemple, on sait depuis un certain temps déjà que les MCL1 et BCL-XL sont souvent fortement surproduits dans les cellules cancéreuses. Dans ces cas, cependant, ces deux protéines protègent les mauvaises cellules. Elles empêchent l’apoptose des cellules cancéreuses, qui devrait être induite par des protéines telles que BAK.
« Par conséquent, une approche prometteuse dans la lutte contre le cancer pourrait consister à encourager cette transformation, dépendante de la séparation, de MCL1 et de BCL-XL en facteurs pro-apoptotiques, car cela serait particulièrement néfaste pour les cellules malades. », explique Stemmann
Détruire sélectivement les cellules cancéreuses
« Nous avons l’intention de poursuivre cette approche avec différents groupes de recherche à l’avenir, par exemple dans le domaine de l’oncologie clinique et du développement de médicaments. Il est possible que cette approche nous permette de détruire sélectivement les cellules cancéreuses avec les protéines mêmes qui sont utilisées par les cellules saines pour leur propre auto-protection », déclare M. Stemmann.
Source : Bayreuth University
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