Communiqué de presse

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L’hypoxie explique comment la protéine mTOR se moque des stratégies thérapeutiques anti-cancer

L’hypoxie – pression réduite d’oxygène – explique-t-elle la faiblesse de la réponse au traitement anti-cancer ciblant la protéine mTOR ? Cible prometteuse, celle-ci déjoue en effet les stratégies thérapeutiques. Des chercheurs internationaux, dont Françoise Remacle à l’Université de Liège, ont fait appel aux concepts de la chimie physique pour étudier ce système biologique complexe. Et leurs résultats, publiés dans la prestigieuse revue américaine PNAS, confirment et décrivent le rôle de l’hypoxie sur l’activité de la protéine.

L’Université de Liège, l’Université Hébraïque de Jérusalem, l’Institut des Technologies de Californie et l’Université de Californie à Los Angeles collaborent à l’étude de l’influence de l’hypoxie (pression réduite d’oxygène) sur la signalisation moléculaire de la protéine mTOR – qui constitue une cible thérapeutique prometteuse – dans un modèle de tumeur du cerveau. Françoise Remacle, directrice de recherches FNRS et directrice du laboratoire de chimie physique théorique, au département de Chimie de l’Université de Liège, vient de co-signer un article intitulé « Hypoxia induces a phase transition within a kinase signaling network in cancer cells » dans la prestigieuse revue scientifique américaine PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences).
 
Les tumeurs cancéreuses solides sont le plus souvent soumises à une pression réduite d’oxygène (hypoxie), ce qui peut affecter la manière dont elles répondent à un traitement. La protéine mTOR (mammalian Target Of Rapamycin) joue un rôle important dans la régulation de la réponse cellulaire à des signaux moléculaires environnementaux et est activée de manière très significative dans plusieurs tumeurs solides. Pour cette raison, mTOR constitue une cible thérapeutique prometteuse mais les résultats des thérapies inhibitant mTOR dans les tests cliniques ne sont pas concluants. Il est d’autre part établi que la signalisation moléculaire de mTOR est affectée et altérée par une pression réduite d’oxygène.
 
Le but de cette collaboration entre les chercheurs de l’Université de Liège, de l’Université Hébraïque de Jérusalem, de l’Institut des Technologies de Californie et de l’Université de Californie à Los Angeles, était d’étudier l’influence de l’hypoxie sur la signalisation moléculaire de mTOR dans un modèle de tumeur du cerveau et de déterminer si cette dernière pouvait être responsable du faible taux de succès des thérapies ciblant mTOR. L’utilisation d’une nouvelle technique de microchips a permis la mesure de la réponse de la signalisation moléculaire de mTOR pour des cellules uniques. Les résultats ont ensuite été interprétés grâce à une théorie basée sur des concepts de chimie physique.
 
Cette approche combinée expérience-théorie a permis de dégager les éléments essentiels de la réponse de ce système complexe. Les chercheurs montrent qu’à un niveau donné de réduction de pression en oxygène qui est courant dans les tumeurs solides, mTOR ne répond pas au traitement et que sa signalisation moléculaire change de caractère de part et d’autre de cette valeur en pression d’oxygène. Cette transition présente des analogies avec une transition de phase, un type de réponse qui n’a pas encore été caractérisé dans les systèmes biologiques. Les résultats expliquent la faible activité thérapeutique des inhibiteurs de mTOR. Ils illustrent aussi le fait qu’une approche expérimentale et théorique conjointe, utilisant des concepts de la chimie physique, peut être utile pour expliquer la réponse de systèmes biologiques complexes et dans la mise au point de nouvelles thérapies.
 
Françoise Remacle a contribué à cette étude du point de vue du développement de la théorie et l'analyse des résultats en utilisant des concepts de la chimie physique.

Référence

« Hypoxia induces a phase transition within a kinase signaling network in cancer cells » in PNAS, 25/03/201. DOI : 10.1073. http://www.pnas.org/content/early/2013/03/20/1303060110.abstract
 
Auteurs : Wei Weia (California Institue of Technology, Pasadena), Qihui Shia (California Institue of Technology, Pasadena), Francoise Remacle (Université de Liège), Lidong Qin (California Institue of Technology, Pasadena), David B. Shackelford (University of California, Los Angeles), Young Shik Shin (California Institue of Technology, Pasadena), Paul S. Mischel (University of California, Los Angeles), R. D. Levine (University of California, Los Angeles – Hebrew University of Jerusalem), James R. Heath (California Institue of Technology, Pasadena).