Liaisons dangereuses lorsque les cellules tumorales forment des synapses avec des neurones

Quels pourraient être les liens entre cellules tumorales et neurones ? Trois études publiées en septembre dernier dans Nature montrent comment certaines synapses semblent nourrir les tumeurs cérébrales. Ces recherches pourraient amener au développement de nouveaux traitements ciblant ces mécanisme d’actions.

La progression rapide des tumeurs cérébrales reste un mécanisme mal compris. Ces 3 études publiées récemment par des équipes Américaines (Venkatesh et al. à l’Université de Stanford, sur les gliomes), Suisse (Zend et al. à l’Institut Suisse de recherche expérimentale sur le cancer, sur le cancer du sein) et Allemande (Venkataramani et al. à l’Hôpital Universitaire de Heidelberg, sur les gliomes) dans la revue Nature, sont donc intéressantes pour mieux comprendre ce qui pourrait contrôler le taux de croissance de ces tumeurs et permettre la mise au point de traitement qui ralentissent la progression du cancer.

Ces 3 études rapportent ainsi que les cellules cancéreuses forment dans le cerveau des “connexions pirates” avec les neurones, appelées synapse excitateur, et que la formation de ces connexions stimulent la croissance tumorale.

La synapse est une zone de contact entre deux neurones, ou entre un neurone et une autre cellule (cellules musculaires, récepteurs sensoriels…). Elle assure la communication entre deux neurones soit par des messagers chimiques, les neurotransmetteurs dans le cas des synapses chimiques qui sont majoritaires, soit par des signaux électriques dans le cas des synapses électriques.

 

Schéma complet d’un neurone avec un zoom sur une synapse

 

Ces 3 études s’intéressent aux synapses chimiques excitatrices dans lesquelles deux neurones adjacents – appelés neurones présynaptiques et postsynaptiques – communiquent en utilisant une molécule de neurotransmetteur, généralement le glutamate.

La libération de glutamate par le neurone présynaptique active les récepteurs du glutamate, appelés récepteurs AMPA et récepteurs NMDA, sur le neurone postsynaptique, ce qui conduit à son excitation. D’autres cellules, appelées cellules gliales, entourent les neurones et la synapse pour réguler la transmission du signal en éliminant les neurotransmetteurs libérés. Les cellules gliales assurent aussi la protection des neurones par des actions de nettoyage des cellules mortes, en apportant nutriments et oxygène aux neurones.

Synapse entre un neurone A et un neurone B où circulent les neurotransmetteurs

 

Les cellules gliales peuvent donner lieu à un type de tumeur cérébrale appelée gliome, qui est la principale cause de décès par cancer du cerveau aux États-Unis (source). Une caractéristique commune à de nombreux types de gliomes est que leur croissance nécessite l’activité des neurones voisins de la tumeur. C’est ce mécanisme particulier que ces études ont analysé.

Les équipes américaine et allemande ont ainsi montré que les cellules cancéreuses de gliomes activaient les mêmes mécanismes que les neurones post-synaptique (expression des récepteurs au glutamate) et pouvaient se “connecter frauduleusement” aux neurones pré-synaptiques pour recevoir l’information transmise par les neurotransmetteurs pour favoriser leur développement rapide.

Comment les cellules cancéreuses forment des connexions synaptiques avec des neurones (image de la revue Nature)

L’équipe suisse a quand à elle montré que des cellules de cancer du sein pouvaient aussi exprimer ces récepteurs au glutamate ce qui pourrait expliquer pourquoi elles auraient des facilités à produire des métastases au cerveau.

Ensemble, ces trois études montrent que les tumeurs cérébrales peuvent établir des connexions synaptiques avec des neurones. Dans les neurones, l’activité synaptique favorise la prolifération et à la survie des cellules. Dans les cellules cancéreuses, ces mêmes processus semblent favoriser la prolifération de la tumeur.

Ces découvertes pourraient ainsi permettre le développement de nouvelles approches thérapeutiques ciblant des types spécifiques de récepteurs du glutamate, des processus de signalisation postsynaptiques ou les mécanismes nécessaires à la formation de synapse pour ralentir la prolifération tumorale.

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