Des chercheurs israéliens découvrent pourquoi le cancer du sein se propage au cerveau et devient mortel

Les résultats de cette rencontre ont donné à 43 chercheurs travaillant dans 14 laboratoires répartis dans six pays l’idée de s’associer, avec pour objectif de lancer une étude au potentiel révolutionnaire. C’est dans ce cadre qu’ils ont découvert un mécanisme déterminant qui permet au cancer du sein de devenir mortel en se propageant au cerveau et en y détruisant les cellules saines.

Les conclusions de ces scientifiques, qui ont été récemment publiées dans la revue scientifique Nature Genetics, pourraient contribuer au développement de nouveaux médicaments et faciliter le dépistage précoce et le traitement du cancer du sein qui s’étend au cerveau, y provoquant une tumeur secondaire.

Les recherches ont été menées par le professeur Uri Ben-David et sa collègue, Ronit Satchi-Fainaro, qui travaillent au sein de la faculté Gray des sciences médicales et de la santé de Tel Aviv, ainsi que par deux chercheuses, la docteure Kathrin Laue et la docteure Sabina Pozzi. Des scientifiques stationnés aux États-Unis, en Italie, en Allemagne, en Pologne et en Australie, ont aussi été activement impliqués dans cette étude.

« Cette étude est novatrice et elle pourrait révolutionner le domaine », s’exclame le professeur Stefano Santaguida, professeur de biologie moléculaire à l’université de Milan et chef de groupe à l’Institut européen d’oncologie, lors d’un entretien accordé au Times of Israel. Santaguida n’a pas pris part aux recherches.

Les scientifiques ont analysé les données provenant de tumeurs de patientes qui étaient atteintes d’un cancer du sein. Ils ont aussi fait des expériences sur des cellules cancéreuses en culture, s’appuyant également sur des modèles 3D du cancer et sur des expériences fonctionnelles sur des souris.

Lors d’un appel en visioconférence avec le Times of Israel, Satchi-Fainaro et Ben-David évoquent leur collaboration et l’évolution de leurs travaux.

Tout d’abord, Ben David indique que la science ignore encore largement pourquoi les malades atteints d’un cancer du sein finissent par avoir des cellules tumorales dans des organes spécifiques – comme le cerveau, le foie, les poumons ou les os.

« C’est une question très importante, qui reste ouverte », affirme Ben-David. « La majorité des décès liés au cancer ne sont pas causés par la tumeur primaire, mais par ses métastases dans des organes vitaux. Et parmi ces dernières, les métastases cérébrales sont parmi les plus mortelles et les plus difficiles à traiter ».

« Mon laboratoire travaille sur les interactions entre la tumeur et l’hôte, c’est-à-dire sur la manière dont les cellules cancéreuses, une fois qu’elles ont atteint le cerveau, interagissent avec les cellules cérébrales et les exploitent à leur propre profit », ajoute Satchi-Fainaro.

Ben-David explique que son laboratoire étudie le phénomène de l’aneuploïdie – un phénomène qui est considéré comme une caractéristique du cancer – qui se produit quand il y a « des changements massifs dans les chromosomes ».

« Presque toutes les tumeurs ont un nombre de chromosomes qui est incorrect », dit Ben-David.

Si ce phénomène « intrigant » est connu depuis plus d’un siècle, Ben-David précise : « Dans le passé, on ne savait pas grand-chose sur la manière dont il favorisait réellement le développement et la progression du cancer – et ça a encore été le cas jusqu’à une date récente ».

Les chercheurs font savoir que leur projet – qui a été partiellement soutenu par des subventions versées par la Fondation israélienne pour la science et par le Conseil européen de la recherche – a été lancé pour déterminer s’il y a un lien entre les changements chromosomiques et les métastases, ce phénomène qui se produit quand des tumeurs primaires envoient des cellules vers différents organes.

Lorsque le cancer se propage, il devient mortel

Un grand nombre de personnes pensent qu’un cancer est mortel à cause de la tumeur d’origine, fait remarquer la docteure Satchi-Fainaro. Dans de nombreux cas toutefois, le véritable danger survient quand les cellules cancéreuses se détachent de la tumeur initiale et qu’elles métastasent, se propageant à d’autres parties du corps. Lorsque des métastases se forment dans des organes vitaux comme le cerveau, le traitement devient beaucoup plus difficile et le taux de survie chute alors fortement.

Les métastases cérébrales sont plus difficiles à traiter que les tumeurs dans d’autres parties du corps, le cerveau étant protégé par la barrière hémato-encéphalique, une paroi protectrice qui entoure les vaisseaux sanguins du cerveau.

Cette barrière empêche les substances nocives telles que les germes et les toxines de pénétrer dans le cerveau par le biais de la circulation sanguine, mais elle bloque également de nombreux médicaments et notamment certains médicaments anticancéreux.

Depuis des années, les scientifiques tentent d’expliquer pourquoi certains cancers du sein métastasent au cerveau alors que ce n’est pas le cas pour d’autres.

Propagateur du cancer : le chromosome 17

Chaque cellule humaine contient de l’ADN – qui contient lui-même les instructions nécessaires à la construction et au maintien du corps. L’ADN contient aussi des chromosomes.

Ben-David indique que les êtres humains ont généralement 46 chromosomes, mais que l’aneuploïdie entraîne un nombre anormal de chromosomes dans les cellules.

Les chercheurs ont découvert qu’une modification spécifique du chromosome 17 était susceptible d’augmenter considérablement le risque de propagation du cancer du sein au cerveau. Ils ont notamment établi que certaines cellules cancéreuses perdaient une partie du chromosome 17 – le « bras court » du chromosome 17.

« Nous avons constaté que quand le chromosome 17 d’une cellule cancéreuse perd ce ‘bras court’, les risques que la cellule envoie des métastases au cerveau augmentent considérablement », dit Ben-David. Les scientifiques ont ensuite découvert que ce phénomène était dû à la perte du gène p53.

« On appelle le gène p53 le ‘gardien du génome’, » ajoute Satchi-Fainaro. « Il agit comme une sorte de ‘contrôleur qualité’ dans la cellule. Si quelque chose ne va pas, le gène p53 ordonne à la cellule de se suicider. Mais quand le gène p53 est défectueux, il ne le fait pas, ce qui permet aux cellules cancéreuses de continuer à se diviser et à migrer vers d’autres organes ».

L’environnement du cerveau est fondamentalement différent de celui du sein, où se développe la tumeur primaire, déclare Satchi-Fainaro. Les cellules cancéreuses du sein sont toutefois capables de s’adapter au nouvel environnement cérébral dans la mesure où le gène p53 est défectueux.

« Nous avons découvert que le gène p53 régule la synthèse des acides gras », ajoute Satchi-Fainaro. « Les cellules dont le gène p53 est endommagé, ou qui n’ont pas du tout de gène p53, produisent plus d’acides gras que les cellules normales. »

Ce qui permet aux cellules tumorales de se développer plus rapidement dans le cerveau.

Les chercheurs ont ensuite identifié la SCD1, une enzyme dont le rôle est déterminant dans la production d’acides gras, et ils ont établi que son niveau d’activité était nettement plus élevé dans les cellules cancéreuses dont le gène p53 était altéré.

« Une fois que nous avons identifié le mécanisme et ses principaux acteurs, nous avons cherché à utiliser ces résultats pour trouver un médicament potentiel capable de lutter contre les métastases cérébrales », indique Ben-David.

Utilisation d’un médicament contre la maladie de Parkinson pour traiter le cancer du sein

Dans le cadre de ce projet, l’équipe a testé plusieurs médicaments qui bloquent la SCD1, initialement développés pour d’autres maladies, telles que la maladie de Parkinson.

« Nous avons constaté que le blocage de la SCD1 entravait considérablement le développement et la prolifération des métastases cérébrales du cancer du sein, tant dans les modèles murins que dans les modèles 3D qui avaient été créés à partir d’échantillons cliniques de métastases cérébrales du cancer du sein », confie Satchi-Fainaro.

Cibler la SCD1 pourrait devenir une stratégie future permettant de traiter ou de prévenir les métastases cérébrales du cancer du sein. Si les chercheurs sont autorisés à « réutiliser » ces médicaments pour une autre indication, poursuit-elle, « des milliards de dollars et de nombreuses années d’essais cliniques pourraient être économisés ».

« Les chercheurs ont découvert que quand le gène suppresseur de tumeur p53 est défectueux, certains cancers du sein sont plus susceptibles de se propager au cerveau car ils commencent à produire davantage de molécules graisseuses », dit Santaguida. « L’étude a permis de découvrir une faiblesse claire et possible de cibler dans les métastases cérébrales déficientes en p53 ».

Selon le scientifique, le dépistage des problèmes en lien avec le gène p53 dans les tumeurs pourrait aider les médecins à sélectionner les patients susceptibles de bénéficier de médicaments qui bloquent cette voie des acides gras afin de traiter ou de prévenir les métastases cérébrales.

Par exemple, les médecins pourraient éviter de prescrire des traitements biologiques agressifs ayant des effets secondaires graves aux patients qui ne présentent pas de risque élevé de métastases cérébrales, tout en optant pour un traitement agressif lorsque le risque est élevé.

De plus, les médecins pourraient également adapter les protocoles médicaux en fonction du niveau de risque du patient – par exemple en prescrivant des IRM cérébrales fréquentes aux patients présentant un risque accru de métastases cérébrales. Ce type de surveillance intensive permettrait une détection et un traitement précoces, augmentant ainsi considérablement les chances de guérison.

« Quand nous commençons une recherche, nous ne savons pas vraiment où elle va nous mener », s’exclame Ben-David. « C’est la raison pour laquelle il ne faut pas hésiter à explorer les choses, à faire preuve de curiosité et à suivre la voie que nous trace la science. Cela fait partie de l’enthousiasme que procure la science ».