Comment la trisomie 21 arrête le cancer

Depuis des décennies, les scientifiques savent que les personnes atteintes du syndrome de Down, qui ont une copie supplémentaire du chromosome 21, contractent certains types de cancer à des taux considérablement inférieurs à la normale. Maintenant, en partie en utilisant des cellules souches dérivées de la peau d'un individu atteint du syndrome de Down, des chercheurs de Hôpital pour enfants de Boston ont identifié le gène qui semble être à l'origine de l'effet anticancéreux.

Affamé de sang : En utilisant des cellules souches personnalisées, les chercheurs ont montré que le syndrome de Down protège contre le cancer en empêchant les tumeurs de former leurs propres vaisseaux sanguins. La tumeur sur le dessus a été engendrée par des cellules souches dérivées d'un individu atteint du syndrome de Down. Il a un réseau de vaisseaux sanguins (rouge) beaucoup plus petit que la tumeur au fond, qui a été générée par des cellules souches dérivées d'un individu chromosomiquement normal.

Les chercheurs disent que les résultats de leur étude, qui ont été publiés aujourd'hui dans La nature , peut pointer vers une nouvelle cible prometteuse pour les futurs traitements contre le cancer. Et selon les biologistes des cellules souches, les travaux mettent également en évidence une tendance croissante dans le domaine : exploiter les cellules souches spécifiques à une maladie non pas comme thérapies mais plutôt comme modèles pour comprendre des troubles génétiques particuliers.

Les cellules souches peuvent être utiles non seulement parce que vous les prenez et les transplantez, dit Evan Snyder , directeur du programme de cellules souches et de médecine régénérative au Burnham Institute for Medical Research de San Diego. Ils sont utiles en tant que modèles de maladie qui révèlent d'autres types de thérapies. Snyder n'a pas été impliqué dans la nouvelle étude.

La fin Judah Folkman , un chercheur sur le cancer réputé pour avoir été le pionnier de l'idée que le blocage de l'angiogenèse - la croissance de nouveaux vaisseaux sanguins - peut empêcher les tumeurs de prospérer, a émis l'hypothèse que les taux de cancer plus faibles associés au syndrome de Down pourraient être attribués aux gènes anti-angiogenèse sur le 21e chromosome. Ainsi Sandra Ryeom, membre du Laboratoire Folkman dans le programme de biologie vasculaire de l'hôpital pour enfants, s'est concentré sur une région du chromosome 21 connue pour coder un régulateur de la croissance des vaisseaux sanguins appelé DSCR1.

Chez les souris chromosomiquement normales, les deux copies standard du Dscr1 gène produisent juste assez de protéines pour aider à régner dans la croissance normale des vaisseaux sanguins, mais pas assez pour endiguer la surcharge d'angiogenèse déclenchée par une tumeur en développement. Mais chez les souris présentant une version artificielle du syndrome de Down (et donc une troisième copie du Dscr1 gène), Ryeom a découvert que le surplus de protéine DSCR1 maintenait sous contrôle l'angiogenèse anormale et la prolifération tumorale qui en résulte.

Alors que Ryeom et ses collègues soupçonnent que DSCR1 fonctionne de concert avec une poignée d'autres gènes du chromosome 21, ils ont confirmé que la protéine joue un rôle central dans la suppression tumorale. Un troisième exemplaire du Dscr1 Le gène à lui seul était suffisant pour étouffer la formation de cancer chez des souris par ailleurs normales, mais pas au même degré que chez les souris trisomiques.

Pour confirmer que le gène est pertinent dans les cancers humains, Ryeom et ses collègues ont créé une lignée personnalisée de cellules souches à partir de cellules cutanées prélevées sur un individu atteint du syndrome de Down. En utilisant une technique relativement nouvelle appelée reprogrammation des cellules souches pluripotentes induites (iPS), les chercheurs peuvent exprimer des gènes spécifiques dans des cellules adultes différenciées et les ramener à un état de développement antérieur, où ils sont capables de donner naissance à de nombreux types cellulaires différents.

Les cellules iPS humaines offrent un moyen pratique d'étudier la croissance du cancer. Injectés à des souris dont le système immunitaire est affaibli, ils génèrent des tumeurs chaotiques mais bénignes composées de nombreux types de tissus. Lorsque les chercheurs ont injecté des cellules iPS dérivées d'un individu chromosomiquement normal, les tumeurs résultantes ont engendré des réseaux élaborés de vaisseaux sanguins pour se nourrir. Mais lorsque l'équipe de Ryeom a injecté des cellules iPS dérivées d'un patient atteint du syndrome de Down, les tumeurs n'ont pratiquement plus formé de vaisseaux sanguins.

De plus, l'approche des cellules souches pourrait permettre aux chercheurs de se concentrer sur d'autres protéines anti-angiogéniques potentielles sur le chromosome 21 en modifiant le nombre de copies de gènes dans les cellules iPS. Nous pouvons essentiellement cartographier les gènes nécessaires dans les cellules humaines du syndrome de Down pour bloquer la croissance des vaisseaux sanguins, explique Ryeom. Les cellules iPS pourraient également être utilisées pour tester des médicaments potentiels de type DSCR1.

L'idée de pouvoir combiner un modèle murin de maladie avec de vraies cellules humaines en culture est très attrayante, dit Jeanne Loring , directeur du Center for Regenerative Medicine du Scripps Research Institute de La Jolla, en Californie, qui n'a pas participé à la recherche. C'est vraiment un grand pas en avant.

Maintenant que Ryeom et ses collègues ont montré l'importance de la voie DSCR1 dans le blocage des tumeurs, les chercheurs la testent comme cible potentielle pour les médicaments anticancéreux. En coupant la protéine en petits morceaux, ils ont identifié le plus petit morceau nécessaire pour interférer avec la croissance anormale des vaisseaux sanguins. Ryeom envisage d'utiliser ce morceau non seulement comme traitement contre le cancer, mais aussi peut-être comme prophylactique. Si nous pouvions considérer cela comme une sorte de thérapie préventive et vitaminique, spécule-t-elle, cela nous empêcherait-il tous de développer des cellules tumorales dans ces masses énormes et mortelles ?

Debabrata Mukhopadhyay , professeur de biochimie et de biologie moléculaire au Mayo Clinic Cancer Center à Rochester, MN, conseille la prudence. Il dit que parce que le rôle de DSCR1 dans le développement normal n'est pas encore bien compris, jouer avec sa voie biologique pourrait avoir des conséquences imprévues. Il est optimiste, cependant, que la nouvelle étude aidera les chercheurs à commencer à déchiffrer ce mécanisme.

S'il existe une différence distincte entre l'effet de DSCR1 sur l'angiogenèse pathologique et physiologique, cela doit être résolu, explique Mukhopadhyay. Mais c'est un moyen très important de rechercher une thérapie anti-angiogénique.

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