Les gènes de la luciole

Les gènes de la luciole permettent de tester un nouveau traitement du lymphome

COLUMBUS, Ohio – Les chercheurs ont imaginé une façon d’utiliser les gènes d’une luciole pour observer l’efficacité d’une nouvelle association médicamenteuse sur certaines formes de cancers et leurs complications graves.

Cette étude s’est penchée sur l’ATLL, la leucémie/lymphome T de l’adulte, une forme de cancer don’t il est particulièrement difficile d’évaluer l’évolution, et dont le pronostic est souvent mauvais. Il n’existe à l’heure actuelle aucune thérapie efficace pour traiter positivement cette maladie.

Ce faisant, les chercheurs ont mis au point ce qu’ils espèrent être le premier modèle animal de la maladie présentant une grave perte de densité osseuse appelé hypercalcémie humorale maligne (HHM), pathologie qui peut affecter quatre patients ATLL sur cinq et écourter leur durée de vie.

Cette étude est publiée dans l'édition en ligne du journal Cancer Research.

“Ces tumeurs ATLL sécrètent des protéines qui provoquent également la fragilisation et la résorption des os chez ces patients,” explique Thomas Rosol, professeur de biosciences vétérinaires et doyen du College of Veterinary Medicine de l'Ohio State University.

« Lorsque cela se produit, la quantité de calcium dans le sang peut atteindre des niveaux toxiques. » Ainsi, l’élimination des cellules cancéreuses chez ces patients ne représente que la moitié du chemin, dit-il. « Nous devons stopper la résorption osseuse et la libération de calcium provoquées par le cancer."

De précedentes études d’un nouveau médicament anti-cancer, PS-341, réalisées sur cultures de tissus se sont révélées prometteuses pour attaquer les cellules cancéreuses mais, jusqu’à présent, aucun modèle animal présentant cette accumulation calcique HHM n’était utilisable par les chercheurs.

Rosol et son équipe se sont tournés vers une association de PS-341 et d’acide zolédronique, une forme de bisphosphonate largement utilisée aujourd’hui pour lutter contre la perte de densité osseuse dans l’ostéoporose et d’autres maladies.

Ils ont ensuite testé les deux médicaments, séparément et ensemble, sur un groupe de souris spécifiques chez lesquelles avaient été inoculées des cellules tumorales ATLL.

« Nous pouvons injecter ces cellules tumorales dans l’abdomen de la souris et elles se dévelpperont dans les nœuds lymphatiques de l'animal," explique Rosol, "mais normalement, on ne peut détecter l'ampleur de la maladie avant que le cancer ne soit en phase terminale. »

Pour résoudre le problème, l’équipe de Rosol a adopté une nouvelle approche :

Ils ont prélevé un gène responsable de la luisance des lucioles et l’ont génétiquement inséré dans les cellules tumorales. Ce gène produit l’enzyme appelée luciférase chez les insectes qui, associée à un autre composé, la luciférine, provoque la luisance caractéristique de la luciole.

Les souris ont donc reçu ces cellules tumorales génétiquement modifiées et les chercheurs leur ont administré de la luciférine par injection. Les cellules cancéreuses contenant la luciférase se sont associées à la luciférine et ont brillé dans le noir, dressant pour l’équipe le portrait clair de l’ampleur de la maladie à l’intérieur de l’animal.

« Nous avons placé ces souris dans une chambre noire équipée d’une caméra numérique et nous avons pris leur photo. La seule lumière possible serait celle émise par les cellules cancéreuses, » dit Rosol.

« Nous avons simplement évalué la lumière que nous pouvions voir sortir de l'animal - plus la lumière était intense, plus la tumeur évoluait, et inversement. »

Il affirme que, grâce aux cellules tumorales émettant de la lumière, son équipe a pu évaluer le volume des cellules tumorales dans l’organisme de l’animal. « C’est extraordinairement sensible et précis, nous pouvons observer quelques centaines de cellules, » ajoute-t-il. « Nous disposons d’une bonne méthode de suivi des cellules tumorales. »

Lorsque les chercheurs ont testé les effets des deux médicaments, ils ont observé que l’acide zolédronique stoppait la résorption osseuse, réduisait le taux de calcium nocif dans l’organisme, et que le médicament anti-cancer PS-341 tuait plus de 95% des cellules ATLL. C’était très efficace contre l’ATLL, presque toutes les cellules tumorales ont été éliminée," précise Rosol.

Ce qu’ils n’avaient pas prévu, c’est que chez certaines des souris traitées uniquement par de l’acide zolédronique et pas par le PS-641, l’acide zolédronique avait ralenti l’évolution du cancer.

« Nous ne savons absolument pas pourquoi certains animaux ont ainsi répondu alors que d’autres pas, » explique Rosol, « mais la prochaine étape devra consister à comprendre les processus impliqués dans la façon dont les cellules tumorales provoquent la résorption des os et la libération du calcium.

« Heureusement, ces travaux seront bientôt testés lors d’études cliniques humaines et peut-être aboutiront-ils à un traitement pour cette maladie. »

Cette étude a été en partie soutenue par le National Cancer Institute et le National Center for Research Resources. Dans ce projet, Rosol a été accompagné par Sherry Shu, Murali Nadella, Nanda Thudi et Jillian Werbeck, tous étudiants en doctorat ; le chercheur scientifique Wessel Dirksen, la statisticienne Soledad Fernandez, et Michael Lairmore, professeur et président des biosciences vétérinaires.