Des scientifiques découvrent une flambée d'énergie mitochondriale dans les cellules cancéreuses sous pression
Les chercheurs ont découvert que les cellules cancéreuses réagissent à la compression physique en déployant rapidement des mitochondries vers le noyau, délivrant une bouffée d'ATP pour réparer les dommages à l'ADN et assurer la survie. Ce mécanisme, observé dans des expériences en laboratoire et des biopsies de patients, pourrait inspirer de nouvelles stratégies pour arrêter la propagation du cancer. Cette découverte redéfinit le rôle des mitochondries comme des répondeurs dynamiques plutôt que des sources d'énergie statiques.
Dans une étude publiée dans Nature Communications, des scientifiques du Centre de Régulation Génétique à Barcelone ont révélé comment les cellules cancéreuses activent une réponse énergétique défensive lorsqu'elles sont soumises à un stress mécanique. En utilisant un microscope spécialisé pour comprimer des cellules HeLa vivantes à seulement trois microns de large —environ un trentième du diamètre d'un cheveu humain—, les chercheurs ont observé des mitochondries se précipitant vers le noyau en quelques secondes. Ces organelles forment des 'NAMs', ou mitochondries associées au noyau, créant un halo serré qui enfonce le noyau vers l'intérieur.
Le phénomène s'est produit dans 84 pour cent des cellules HeLa confinées, comparé à pratiquement aucune dans les non comprimées. Un capteur fluorescent a montré que les niveaux d'ATP dans le noyau ont augmenté d'environ 60 pour cent en trois secondes de compression. 'C'est un signe clair que les cellules s'adaptent à la contrainte et réorganisent leur métabolisme', déclare le Dr. Fabio Pezzano, co-auteur principal.
Cette augmentation d'ATP est cruciale pour la réparation de l'ADN : la compression mécanique casse les brins d'ADN et embrouille le génome, mais l'énergie supplémentaire permet aux équipes de réparation de réparer les dommages en quelques heures, permettant aux cellules de continuer à se diviser. Sans cela, les cellules échouent. Le mécanisme implique des filaments d'actine et le réticulum endoplasmique formant un échafaudage pour piéger les mitochondries ; traiter les cellules avec de la latrunculine A, qui démantèle l'actine, a empêché la formation de NAM et la flambée d'ATP.
La pertinence pour le cancer a été confirmée dans des biopsies de tumeurs du sein de 17 patients, où des halos NAM sont apparus dans 5,4 pour cent des noyaux aux fronts de tumeurs invasives —trois fois plus que les 1,8 pour cent dans les cœurs de tumeurs denses—. 'Voir cette signature dans les biopsies de patients nous a convaincus de sa pertinence au-delà du banc de laboratoire', explique le Dr. Ritobrata Ghose, co-auteur principal.
La découverte suggère que cibler cette réponse au stress pourrait rendre les tumeurs moins invasives sans nuire aux cellules saines. 'Les réponses au stress mécanique sont une vulnérabilité peu explorée des cellules cancéreuses qui peut ouvrir de nouvelles voies thérapeutiques', dit le Dr. Verena Ruprecht, co-auteur correspondant. Bien que centrée sur le cancer, le processus aide probablement d'autres cellules sous pression, comme les cellules immunitaires dans les ganglions lymphatiques ou les neurones étendant des branches. 'Cela nous force à repenser le rôle des mitochondries... elles ne sont pas ces batteries statiques... mais plus comme des premiers intervenants agiles', note le Dr. Sara Sdelci, co-auteur correspondant.