Combattant du cancer du cerveau ? Des scientifiques de l'UNC découvrent un traitement potentiel dans une molécule de laboratoire commune

Date publiée: 29 août 2022

Des scientifiques de l'École de médecine de l'UNC ont fait la découverte surprenante qu'une molécule appelée EdU, couramment utilisée dans les expériences de laboratoire pour marquer l'ADN, est en fait reconnue par les cellules humaines comme étant un dommage à l'ADN, déclenchant un processus incontrôlable de réparation de l'ADN qui finit par être détecté. mortel pour les cellules affectées, y compris les cellules cancéreuses.

La découverte, publiée dans le Actes de l'Académie nationale des sciences, souligne la possibilité d'utiliser l'EdU comme base pour un traitement contre le cancer, compte tenu de sa toxicité et de sa sélectivité pour les cellules à division rapide.

"Les propriétés inattendues de l'EdU suggèrent qu'il serait intéressant de mener d'autres études sur son potentiel, en particulier contre les cancers du cerveau", a déclaré l'auteur principal de l'étude. Aziz Sancar, MD, PhD, professeur Sarah Graham Kenan de biochimie et de biophysique à l'École de médecine de l'UNC et membre de l'UNC Lineberger Comprehensive Cancer Center. « Nous tenons à souligner qu’il s’agit d’une découverte scientifique fondamentale mais importante. La communauté scientifique a encore beaucoup de travail à faire pour déterminer si l’EdU pourrait réellement devenir une arme contre le cancer.

Aziz Sancar, MD, PhD (photo UNC-CH)

EdU (5-éthynyl-2′-désoxyuridine) est essentiellement un outil scientifique populaire synthétisé pour la première fois en 2008 en tant qu'analogue, ou imite chimique, de la thymidine, un élément constitutif de l'ADN – qui représente la lettre « T » dans le code ADN de l'adénine ( A), la cytosine (C), la guanine (G) et la thymine (T). Les scientifiques ajoutent de l'EdU aux cellules lors d'expériences en laboratoire pour remplacer la thymidine dans l'ADN. Contrairement à d’autres analogues de la thymidine, il possède une « poignée » chimique pratique à laquelle les molécules de sonde fluorescentes se lieront étroitement. Il peut ainsi être utilisé relativement facilement et efficacement pour marquer et suivre l’ADN, par exemple dans les études du processus de réplication de l’ADN au cours de la division cellulaire.

Depuis 2008, les scientifiques ont utilisé l'EdU comme un outil de cette manière, comme l'ont publié des milliers d'études. Sancar, qui a remporté le prix Nobel de chimie 2015 pour ses travaux fondateurs sur la réparation de l’ADN, est l’un de ces scientifiques. Lorsque son laboratoire a commencé à utiliser EdU, son équipe a observé de manière inattendue que l'ADN marqué par EdU déclenchait une réponse de réparation de l'ADN même lorsqu'il n'était pas exposé à des agents endommageant l'ADN, tels que la lumière ultraviolette.

"Cela a été un choc", a déclaré Sancar. « Nous avons donc décidé de l’explorer davantage. »

Faisant suite à cette étrange observation, l’équipe a découvert qu’EdU, pour des raisons encore floues, modifie l’ADN d’une manière qui provoque une réponse de réparation appelée réparation par excision de nucléotides. Ce processus implique l’élimination d’une courte partie de l’ADN endommagé et la resynthèse d’un brin de remplacement. C’est le mécanisme qui répare la plupart des dommages causés par la lumière ultraviolette, la fumée de cigarette et les médicaments chimio altérant l’ADN. Les chercheurs ont cartographié la réparation par excision induite par EdU à haute résolution et ont découvert qu'elle se produit dans tout le génome, et cela se produit apparemment encore et encore, puisque chaque nouveau brin de réparation inclut EdU et provoque ainsi à nouveau la réponse de réparation.

On savait que l'EdU était modérément toxique pour les cellules, même si le mécanisme de sa toxicité restait un mystère. Les découvertes de l'équipe suggèrent fortement qu'EdU tue les cellules en induisant un processus incontrôlable de réparation futile par excision, ce qui conduit finalement la cellule à se terminer par un processus programmé de mort cellulaire appelé apoptose.

Cette découverte était intéressante en soi, a déclaré Sancar, car elle suggère que les chercheurs utilisant EdU pour marquer l'ADN doivent prendre en compte le déclenchement d'une réparation par excision incontrôlée.

"Au moment où nous parlons, des centaines, voire des milliers de chercheurs utilisent EdU pour étudier la réplication de l'ADN et la prolifération cellulaire dans le cadre d'expériences en laboratoire, sans savoir que les cellules humaines les détectent comme des dommages à l'ADN", a déclaré Sancar.

Sancar et ses collègues ont également réalisé que les propriétés de l'EdU pourraient en faire la base d'un médicament efficace contre le cancer du cerveau, car l'EdU est incorporée à l'ADN uniquement dans les cellules qui se divisent activement, alors que, dans le cerveau, la plupart des cellules saines ne se divisent pas. Ainsi, en principe, EdU pourrait tuer les cellules cérébrales cancéreuses à division rapide tout en épargnant les cellules cérébrales saines qui ne se divisent pas.

Sancar et son équipe espèrent poursuivre des collaborations de suivi avec d'autres chercheurs pour étudier les propriétés d'EdU en tant qu'agent anticancéreux.

"Des études antérieures ont déjà trouvé des preuves selon lesquelles l'EdU tue les cellules cancéreuses, y compris les cellules cancéreuses du cerveau, mais étrangement, personne n'a jamais donné suite à ces résultats", a déclaré Sancar.

(C) UNC-CH

Source originale de l’article : WRAL TechWire