Des chercheurs dirigés par l’Université de Californie à San Francisco (UCSF) rapportent une nouvelle approche qui a privé les tumeurs de nutrition dans les modèles de cancer, et peut un jour conduire à une nouvelle approche qui peut être développée et personnalisée pour des cancers et des patients spécifiques.
L’équipe de chercheurs a utilisé la technologie d’édition de gènes CRISPR pour convertir les cellules graisseuses blanches en cellules graisseuses «beige», puis a implanté les cellules dans des modèles de souris de cancer du sein et du pancréas. Les chercheurs ont observé que les cellules grasses d’ingénierie ont surpassé les tumeurs pour les nutriments et la réduction de la progression du cancer.
«Les tumeurs présentent une capacité accrue à obtenir et à métaboliser les nutriments», ont écrit les chercheurs. «Ici, nous implantons des adipocytes conçus qui surpassent les tumeurs pour les nutriments et montrons qu’ils peuvent réduire considérablement la progression du cancer, une technologie appelée transplantation de manipulation adipeuse (AMT). Les adipocytes conçus pour utiliser des quantités accrues de glucose et d’acides gras en régulant à la hausse UCP1 ont été placés aux côtés des cellules cancéreuses ou des xénogreffes, conduisant à une suppression significative du cancer. La transplantation d’organes adipeux modulés dans des modèles de souris génétiques de cancer du pancréas ou du sein a supprimé leur croissance et diminué l’angiogenèse et l’hypoxie. »
“Nous supprimons déjà régulièrement les cellules graisseuses avec la liposuccion et les avons remis par chirurgie plastique”, a déclaré Nadav Ahituv, PhD, auteur principal du journal, directeur de l’Institut de la génétique humaine de l’UCSF et professeur au Département de bio-ingénierie et des sciences thérapeutiques.
«Ces cellules graisseuses peuvent être facilement manipulées dans le laboratoire et reposées en toute sécurité dans le corps, ce qui en fait une plate-forme attrayante pour la thérapie cellulaire, y compris pour le cancer.»
Ahituv et son post-doc à l’époque, Hai Nguyen, PhD, étaient conscients d’études qui montraient que l’exposition au froid pouvait supprimer le cancer chez la souris.
Les scientifiques ont conclu que les cellules cancéreuses mouraient de faim parce que le froid activait les cellules graisseuses brunes, qui utilisent des nutriments pour produire de la chaleur. Cependant, la thérapie froide n’est pas une option viable pour les patients atteints de cancer avec une santé fragile.
Ainsi, Ahituv et Nguyen se sont tournés vers l’idée d’utiliser la graisse beige, qu’ils pourraient ingénieurs pour brûler suffisamment de calories, même en l’absence de froid, pour priver les tumeurs du carburant dont ils avaient besoin pour se développer.
Nguyen, qui est le premier auteur de l’article, a utilisé CRISPR pour activer des gènes qui sont en sommeil dans les cellules graisseuses blanches mais qui sont actives dans les cellules graisseuses brunes, dans l’espoir de trouver celles qui transformeraient les cellules graisseuses blanches en la plus affamée de Beige Cellules grasses.
Un gène appelé UCP1 s’est démarqué. Nguyen a cultivé des cellules graisseuses beige UCP1 et des cellules cancéreuses dans une boîte de Pétri «transfore». Les cellules cancéreuses étaient au fond et les cellules graisseuses étaient au-dessus d’eux dans des compartiments séparés qui ont maintenu les cellules séparés mais les ont forcés à partager des nutriments.
«Dans notre toute première expérience trans trans, très peu de cellules cancéreuses ont survécu. Nous pensions que nous avions gâché quelque chose – nous étions sûrs que c’était une erreur », se souvient Ahituv. “Donc, nous l’avons répété plusieurs fois, et nous avons continué à voir le même effet.”
Les cellules graisseuses beige tenaient à balancer deux types différents de cellules cancéreuses du sein, ainsi que les cellules cancéreuses du côlon, du pancréatique et de la prostate.
Les chercheurs n’étaient toujours pas sûrs si les cellules graisseuses beige implantées fonctionneraient dans un contexte plus réaliste. Ainsi, ils se sont tournés vers des organoïdes gras, qui sont des touffes cohérentes de cellules cultivées dans un plat, pour voir si elles pouvaient battre les cellules tumorales lorsqu’elles étaient implantées à côté des tumeurs chez la souris.
L’approche a fonctionné contre le cancer du sein, ainsi que les cellules cancéreuses pancréatiques et prostatiques. Les cellules cancéreuses sont prières car les cellules graisseuses consomment tous les nutriments disponibles.
Les cellules graisseuses beige implantées ont même supprimé les tumeurs pancréatiques et le sein chez la souris qui étaient génétiquement prédisposées au développement du cancer. Il a même fonctionné lorsque les cellules graisseuses beige ont été implantées loin des cellules cancéreuses du sein.
Pour voir comment ils fonctionneraient dans les tissus humains, Ahituv et Nguyen se sont associés à Jennifer Rosenbluth, MD, PhD, spécialiste du cancer du sein à l’UCSF. Rosenbluth avait amassé une bibliothèque de mastectomies du cancer du sein contenant à la fois des cellules graisseuses et des cellules cancéreuses.
“Parce que le sein a beaucoup de graisses, nous pourrions obtenir des graisses du même patient, modifier la graisse et la faire pousser dans une seule expérience trans-puits avec les propres cellules cancéreuses du sein de ce patient”, a déclaré Ahituv.
Ces cellules graisseuses beige du même patient ont dépassé les cellules cancéreuses du sein dans les boîtes de Pétri – et lorsqu’elles ont été implantées ensemble dans des modèles de souris.
Sachant que les cancers ont préféré les régimes, les chercheurs ont conçu des graisses juste pour manger certains nutriments. Certaines formes de cancer du pancréas, par exemple, reposent sur l’uridine lorsque le glucose est rare. Ils ont programmé la graisse pour ne manger que de l’uridine, et ils ont surpassé ces cellules cancéreuses pancréatiques. Cela suggère que les graisses pourraient être adaptées aux préférences alimentaires de tout cancer.
Les cellules graisseuses présentent de nombreux avantages en ce qui concerne les thérapies cellulaires vivantes, selon AHUVUV.
“Avec les cellules graisseuses, il y a moins d’interaction avec l’environnement, donc il y a très peu d’inquiétude que les cellules s’échappent dans le corps, où elles pourraient causer des problèmes”, a déclaré Ahituv.
Les cellules graisseuses peuvent également être programmées pour émettre des signaux ou effectuer des tâches plus compliquées. Leur capacité à vaincre le cancer même lorsqu’ils ne sont pas juste à côté des tumeurs pourraient s’avérer inestimables pour traiter les cancers difficiles à atteindre comme le glioblastome.
“Nous pensons que ces cellules pourraient également être conçues pour détecter le glucose dans la circulation sanguine et libérer de l’insuline, pour le diabète, ou aspirer le fer dans les maladies où il y a un fer excessif, comme l’hémochromatose”, a conclu Ahituv. «Le ciel est la limite pour ces cellules graisseuses.»
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