Le glioblastome est le type de tumeur cérébrale le plus courant chez les adultes. La maladie est mortelle à 100 % et il n’existe pas de traitement, ce qui en fait le type de cancer le plus agressif. Un pronostic aussi sombre a incité les chercheurs et les neurochirurgiens à comprendre la biologie des tumeurs dans le but de créer de meilleures thérapies.
Dominique Higgins, docteur en médecine, professeur adjoint au département de neurochirurgie, a répondu à cet appel. Higgins et une équipe de chercheurs de l’université de Columbia ont découvert que les cellules tumorales du glioblastome sont particulièrement sensibles à la ferroptose, un type de mort cellulaire qui peut être déclenché en supprimant certains acides aminés de l’alimentation.
« Tout d’abord, nous avons constaté que lorsque nous supprimons certains acides aminés dans des modèles animaux, les cellules de glioblastome sont plus susceptibles de mourir par ferroptose », a déclaré le Dr Higgins. « Deuxièmement, nous avons constaté que l’élimination de ces acides aminés rend nos médicaments beaucoup plus efficaces pour induire la ferroptose dans les cellules cancéreuses.
Leurs conclusions ont été publiées dans Nature Communications.
La ferroptose est un type de « mort cellulaire programmée » dépendant du fer ou un processus biologique qui entraîne l' »autodestruction » des cellules sur commande. Notre organisme n’a pas besoin de tuer les cellules, sauf en cas d’absolue nécessité, de sorte que le processus est étroitement contrôlé par certains mécanismes biologiques. Cependant, les chercheurs commencent seulement à comprendre ce processus, car la ferroptose n’a été reconnue qu’il y a une dizaine d’années.
« La découverte récente de la ferroptose ajoute à l’excitation de tout cela », a déclaré Higgins, qui est membre du Lineberger Comprehensive Cancer Center de l’UNC. « Il s’agit d’un domaine de recherche en plein essor, et nous constatons qu’il est très important pour de nombreux processus biologiques, et pas seulement dans les cancers.
Chaque cellule possède certaines caractéristiques de sécurité qui l’empêchent de passer par la ferroptose de manière imprévisible. Deux acides aminés, la cystéine et la méthionine, sont essentiels pour empêcher le processus de démarrer dans les cellules. Ces acides aminés proviennent généralement de notre alimentation.
L’équipe de recherche de Higgins a donc décidé de concentrer ses efforts sur ces composants.
En privant des modèles animaux de cystéine et de méthionine par le biais d’un régime alimentaire personnalisé, ils ont constaté que les cellules de glioblastome étaient beaucoup plus susceptibles de mourir par ferroptose. Ils ont également constaté que le régime alimentaire rendait leurs médicaments chimiothérapeutiques plus aptes à déclencher la mort cellulaire programmée, ce qui signifie que de très faibles doses pouvaient avoir un effet plus puissant qu’auparavant. En fin de compte, les modèles animaux ont vu leur survie s’améliorer après avoir suivi le régime.
« Nous devons maintenant trouver un moyen d’éliminer ces composants par le biais des besoins alimentaires, tout en maintenant les besoins énergétiques d’un patient, en particulier d’un patient atteint d’un cancer, dont les besoins sont différents de ceux d’un patient moyen », a déclaré M. Higgins.
Après avoir prouvé l’efficacité du régime sur des modèles animaux, Higgins travaille avec des collègues de l’UNC Lineberger pour mettre au point un essai clinique pour les patients atteints de glioblastome. Il prévoit de soumettre les patients au régime avant l’intervention chirurgicale afin de comprendre ses effets sur l’organisme et la tumeur. Une fois la tumeur retirée du cerveau, il l’analysera pour voir si les tumeurs ont bien réagi au régime.
Ce type de régime s’est également révélé très efficace dans les cas de sarcomes, de cancers du poumon et de cancers du pancréas. On peut donc espérer que ce régime puisse être utilisé pour renforcer la chimiothérapie et/ou la chirurgie visant à éliminer les tumeurs dans tout le corps.
Higgins travaille également avec Shawn Hingtgen, PhD, professeur de pharmacoingénierie et de pharmacie moléculaire à l’école de pharmacie Eschelman de l’UNC et professeur associé au département de neurochirurgie, afin d’étudier la réponse du cerveau au traitement dans un cadre plus naturel.
Hingtgen est le chercheur principal du projet Brainslice, une initiative multi-institutionnelle visant à tester des thérapies neurologiques à l’aide d’échantillons de tumeurs cultivées sur des tranches de tissu cérébral. Higgins soutient qu’il s’agit d’un meilleur moyen d’étudier la réponse à un traitement que de l’observer simplement dans une boîte en plastique.
Le projet Brainslice n’est qu’un des nombreux outils de recherche dont disposent les chercheurs de la faculté de médecine de l’UNC.
« Nous disposons d’un grand nombre d’outils de recherche uniques à l’UNC, et c’est l’une des principales raisons pour lesquelles j’ai voulu venir à l’UNC », a déclaré Higgins, qui a rejoint le service de neurochirurgie de l’UNC à l’automne 2022. « En ce qui concerne la capacité d’étudier un problème clinique dans un modèle animal précis, c’est l’un des rares endroits du pays qui dispose d’une structure bien établie pour le faire.