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Comment une tumeur est comme un embryon
Il y a trente ans, le cancer était une boîte noire. Les chercheurs savaient ce qui n'allait pas dans le corps, mais pas comment ni pourquoi. Le travail de Robert Weinberg , professeur de biologie au MIT et membre fondateur du Institut Whitehead pour la recherche biomédicale, a aidé les chercheurs à ouvrir cette boîte. Weinberg a découvert le premier gène cancérigène et le premier gène suppresseur de tumeur au début des années 1980. Depuis lors, des centaines de ces gènes ont été découverts, et ce trésor, comme l'appelle Weinberg, a conduit à de nombreux nouveaux médicaments. Weinberg aide également à comprendre une grande quantité d'informations génétiques complexes en trouvant des régulateurs mondiaux de processus communs à tous les cancers.
Tumeurs révélatrices : Robert Weinberg (en bas) du Whitehead Institute a dirigé une équipe de chercheurs qui a développé une méthode pour transformer les cellules mammaires normales en cellules cancéreuses agressives (en haut, colorées en vert). Toutes les cellules représentées sont des cellules cancéreuses ; jusqu'à un sur dix d'entre eux sont des cellules souches cancéreuses. Ces cellules provoquent les tumeurs secondaires qui tuent 90 pour cent des patients atteints de cancer. Weinberg utilise ces cellules pour étudier la formation des tumeurs.
Examen de la technologie parlé avec Weinberg de ses recherches sur l'un de ces processus de base. Les métastases, c'est-à-dire la propagation du cancer de son site initial à d'autres endroits du corps, sont responsables de 90 pour cent des décès par cancer. Weinberg suggère que des mesures préventives, telles que la prise de vitamines, seront essentielles pour réduire les décès par cancer.
Examen de la technologie : Comment fonctionnent les métastases et comment les cellules souches cancéreuses sont-elles impliquées ?
Robert Weinberg : Jusqu'à récemment, la plupart des gens – certainement moi-même – croyaient que toutes les cellules cancéreuses d'une tumeur étaient essentiellement équivalentes les unes aux autres. Mais au cours des trois ou quatre dernières années, il y a eu de plus en plus de preuves qu'au sein des tumeurs solides, ainsi que des tumeurs hématogènes, il existe une hiérarchie de cellules cancéreuses, certaines cellules étant plus importantes que d'autres. Une cellule souche cancéreuse est définie comme une cellule qui, lorsqu'elle est extraite de la tumeur et introduite dans un nouvel hôte comme une souris, est capable de générer une tumeur entièrement nouvelle.
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Robert Weinberg décrit ses recherches.
Les cellules cancéreuses envahissent initialement localement les tissus voisins. Certaines cellules cancéreuses sont capables d'envahir la circulation. Ils sont ensuite transportés vers des sites distants dans le corps, [s'échappent de la circulation] et envahissent les tissus adjacents. Là, ils sont capables de survivre et de former ce qu'on appelle une micro-métastase, qui représente une toute petite colonie de cellules cancéreuses qui, le plus souvent, ne parvient pas à se transformer en tumeur pour diverses raisons, que nous ne comprenons pas toutes. En de rares occasions, l'une de ces micro-métastases disséminées peut en effet trouver un moyen de se développer en une métastase macroscopique, et en tant que telle, elle peut pour la première fois créer une croissance potentiellement mortelle.
ENFANTS : Qu'est-ce qui permet à ces cellules de former de nouvelles tumeurs ?
RW : Il est maintenant de plus en plus évident qu'un mécanisme, très probablement le mécanisme dominant, implique la capacité de la cellule cancéreuse à ressusciter des programmes comportementaux embryonnaires précoces. [Dans l'embryon, ces programmes] permettent normalement la formation de différents tissus et dépendent de la capacité des cellules embryonnaires à se déplacer d'un site du corps à un autre. Ce mouvement dans l'embryon est superficiellement similaire à une métastase. La façon dont les cellules cancéreuses acquièrent ce trait embryonnaire de pouvoir se déplacer dans tout l'organisme dépend de leur capacité à ressusciter ces programmes comportementaux embryonnaires précoces, ce qu'elles font grâce à leur capacité à induire l'expression de facteurs de transcription embryonnaires précoces [protéines qui contrôlent l'expression de un grand nombre de gènes]. Dans ce cas, ces facteurs de transcription contrôlent des groupes de gènes qui, lorsqu'ils sont activés, permettent aux cellules cancéreuses de se déplacer, de devenir invasives, de résister à la mort cellulaire programmée (qui autrement menace leur existence une fois qu'elles quittent la tumeur primaire), et même de libèrent des enzymes de dégradation qui décomposent le [tissu environnant qui] représente un obstacle à la marche en avant des cellules cancéreuses.
ENFANTS : Si les cellules cancéreuses sont similaires aux cellules embryonnaires normales, est-il surprenant que nous n'ayons pas le cancer plus souvent ou plus tôt ?
RW : Il dit plutôt que les cellules cancéreuses ne sont pas aussi intelligentes que nous le pensons. Plutôt que d'avoir à bricoler des problèmes de comportement complexes, ils ont simplement recours de manière opportuniste à des comportements de résurrection qui sont normalement supprimés dans les tissus adultes et ne représentent donc pas une menace imminente pour l'organisme car ils sont étroitement contrôlés. (Il existe de multiples mécanismes implantés dans nos cellules et tissus qui empêchent la formation de tumeurs.)
Ce scénario que je viens de décrire est très encourageant pour nous parce que si l'on regarde la biologie des cellules métastatiques, il semble être si complexe qu'il est déroutant au-delà de la capacité de quiconque à le comprendre, simplement parce qu'il y a tellement de gènes et de protéines différents impliqué. Cependant, si l'on est désormais capable de faire remonter ces comportements à un petit nombre de régulateurs centraux, dont chacun peut agir en modulant l'expression de toute une cohorte de gènes répondeurs, on a désormais grandement simplifié le problème, car on peut désormais concentrer ses attentions sur deux ou trois régulateurs centraux distincts qui chorégraphient les traits de malignité de haut grade.
ENFANTS : Comment notre compréhension du cancer a-t-elle changé au cours de votre carrière ?
RW : Au milieu des années 1970, nous ne savions pas pourquoi les cellules cancéreuses se comportaient mal. Nous savions qu'ils se comportaient mal, mais ils étaient une boîte noire. Au cours du quart de siècle suivant, une énorme avalanche d'informations est sortie qui décrivait le fait que beaucoup, mais peut-être pas tous, les traits des cellules cancéreuses et des tumeurs pouvaient être attribués à des gènes endommagés qui résident dans les cellules cancéreuses. Avant 1975, c'était une pure spéculation. Il y a donc eu une volte-face radicale à ce sujet. Désormais, le cancer n'est plus un mystère quant à son apparition.
ENFANTS : Quelles grandes questions demeurent ?
RW : Ce que nous ne comprenons toujours pas vraiment, c'est pourquoi certaines personnes ont le cancer et d'autres pas. Nous comprenons que les gens contractent le cancer du poumon parce qu'ils fument. Mais nous ne comprenons pas encore vraiment pourquoi ils ont un cancer du sein ou de la prostate. Mais je pense que cela émergera avec de plus en plus de clarté au cours de la prochaine décennie. Pourtant, nous en savons assez sur les raisons pour lesquelles les cellules du cancer du sein se comportent mal, tout en étant en mesure d'indiquer les facteurs causals du mode de vie et des antécédents familiaux qui dictent leur susceptibilité à développer la maladie.
ENFANTS : Quand y aura-t-il un remède contre le cancer ?
RW : Si vous regardez les taux de mortalité par cancer dans ce pays, ils ont baissé pour la plupart des types de cancer, mais pas pour tous. Il n'y aura pas de remède unique et dramatique. Au lieu de cela, il y aura une série de remèdes qui seront développés au fil des ans qui réduiront progressivement le taux de mortalité. Ce sera des gains progressifs. Certaines batailles dramatiques peuvent être gagnées – certains types de cancers passeront d'une maladie mortelle à une maladie chronique.
À long terme, les réductions les plus importantes de la mortalité par cancer proviendront en fait de la prévention et non du traitement. On peut donc probablement réduire de moitié, peut-être même diminuer des deux tiers, son risque d'avoir un cancer en ne fumant pas, en ne vivant pas avec des fumeurs, en restant mince, en ayant une alimentation riche en légumes et pauvre en viandes rouges, en obtenant faire de l'exercice, et peut-être à l'avenir en prenant différents types de vitamines. Il est encore un peu vague de savoir lesquels. Le risque de mourir d'un cancer, qui est actuellement d'environ un sur cinq, peut descendre à un sur dix, voire à un sur quinze. Pourrait être.