www.next-up.org/news/restricted/NCBI_PubMed.html Bioelectric signals can be used to detect early cancer Contact: Alex Reid [email protected] 617-688-2753 Tufts University Traduction Catherine Les signaux bioélectriques peuvent être utilisés pour une détection précoce du cancer. Modifier les signaux bioélectriques une clé pour enrayer la croissance des tumeurs. MEDFORD/SOMERVILLE, Massachussetts 1er février 2013 Traduction Catherine Des biologistes de l’Université des Arts et Sciences de Tufts ont découvert un signal bioélectrique capable d’identifier des cellules susceptibles d’évoluer en tumeurs. Les chercheurs ont également trouvé qu’ils pouvaient minimiser l’incidence des cellules cancéreuses en faisant passer la charge au travers des membranes des cellules. « Ce qui est nouveau ici c’est que nous avons établi une base bioélectrique pour la détection précoce du cancer », dit Brook Chemet, étudiant en doctorat et auteur principal d’un rapport de recherche récemment publié, avec comme co-auteur Michael Levin, Docteur en Médecine, professeur de biologie et directeur du Centre de Biologie Régénératrice et Développementale. Levin remarque : « Nous avons montré que des impulsions électriques indiquent aux cellules ce qu’il faut faire. Les variations de tension ne sont pas simplement signe de cancer. Elles contrôlent et indiquent si le cancer se déclare ou non ». Leur publication, « Le potentiel de tension transmembranaire est un paramètre cellulaire essentiel pour la détection et le contrôle du développement tumoral » paraîtra dans l’édition de mai 2013 de « Mécanismes et modèles de maladies » (disponible en ligne le 1er février). Les signaux bioélectriques sous-tendent un ensemble important de mécanismes de contrôle qui régulent la façon dont les cellules croissent et se multiplient. Chernet et Levin ont mené des recherches sur les propriétés bioélectriques des cellules qui évoluent en tumeurs chez les embryons de grenouille Xenopus laevis. Dans une précédente recherche, des scientifiques de Tufts ont montré comment la modification de la tension membranaire peut influencer ou réguler le comportement de la cellule comme sa prolifération, sa migration, sa forme in vivo, et comment elle peut être utilisée pour induire la formation ou la réparation régénératrice dans les organes tout entiers et leurs appendices. Dans cette étude, les chercheurs sont partis de l’hypothèse que le cancer peut survenir lorsque les réseaux de signaux bioélectriques sont perturbés et que les cellules cessent de suivre les signaux modèles qui orchestrent leur développement normal. Les cellules cancéreuses affichent une signature bioélectrique Les chercheurs ont provoqué la croissance d’une tumeur chez les embryons de grenouille en injectant à l’échantillonnage des mARN (messager ARN) encodant des oncogènes humains bien connus Gli1, KrasG12D et Xrel3. Les embryons ont développé des excroissances semblables à des tumeurs associées aux cancers humains comme les mélanomes, les leucémies, les cancers du poumon et les rhabdomyosarcomes (un cancer des tissus mous qui affecte le plus souvent les enfants). Lorsque les chercheurs ont analysé les cellules cancéreuses en utilisant un colorant de membrane sensible à la tension et un microscope à fluorescence, ils firent une passionnante découverte. « Les sites de tumeurs avaient une tension membranaire dépolarisée unique par rapport au tissu avoisinant » dit Chernet. « On pouvait les reconnaître à ce signal bioélectrique distinctif ». Ceci montre une tumeur chez un têtard. Le marquage à la fluorescence rouge a permis son repérage En modifiant les propriétés électriques, on réduit l’incidence des tumeurs Les biologistes de Tufts ont été également capables de montrer que changer le code bioélectrique pour hyper polariser les cellules cancéreuses supprimait une croissance cellulaire anormale. « Nous sommes partis de l’hypothèse que l’apparition des tumeurs oncogènes induites peut être inhibée en modifiant la tension de la membrane » déclare Levin, « et nous avions raison ». Pour contrecarrer la dépolarisation responsable de la tumeur, ils ont injecté dans les cellules de l’ARN messager en encodant des canaux ioniques soigneusement choisis (des protéines qui contrôlent le passage des ions au travers des membranes cellulaires). En utilisant les embryons injectés avec des oncogènes tels que le Xrel3, les chercheurs ont introduit un ou deux canaux ioniques (le canal chlore à vanne glycine GlyR-F99A ou le canal potassium Kir4.1) connus pour hyper polariser les gradients de tension membranaire chez les embryons de grenouille. Dans les deux cas, l’incidence des tumeurs qui en ont résulté était plus faible qu’elle ne l’était chez les embryons qui avaient reçu l’oncogène mais pas le traitement par canal hyper polarisant. Des expériences visant à déterminer le mécanisme cellulaire qui permet à l’hyper polarisation d’inhiber la formation de la tumeur ont montré que le transport de butyrate, un suppresseur de tumeur connu, en était responsable. *** La recherche a été menée grâce à l’Institut National de la Santé (subventions AR061988, AR055993) et la Fondation Caritative G. Harold et Leila Y. Mathers. Chernet, B. T. and Levin, M. (2013). Transmembrane voltage potential is an essential cellular parameter for the detection and control of tumor development in a Xenopus model. Dis. Model. Mech. 8 February [Epub ahead of print] doi:10.1242/dmm.010835 L’Université Tufts, située sur trois campus dans le Massachussetts à Boston, Medford/Somerville et Grafton, et à Talloires, en France, est reconnue comme l’une des universités principales de recherches aux États-Unis. Tufts a une réputation générale d’excellence académique et prépare les étudiants à des postes de premier plan dans une vaste gamme de professions. Un nombre croissant d’initiatives innovantes dans l’enseignement et la recherche implique tous les campus de Tufts, et la collaboration entre la faculté et les étudiants dans les programmes de premier cycle, de second cycle et de professionnalisation dans les différents établissements universitaires est largement encouragée.