La membrane cellulaire protège la cellule, comme la peau protège notre corps et les dommages à la membrane peuvent mettre la vie de la cellule en danger. Les cellules cancéreuses révèlent ici, avec cette étude de biologistes de l’Université de Copenhague, un tout nouveau processus pour réparer les dommages de leur membrane, des dommages qui autrement, pourraient les tuer : pour rester intègres, en cas de dommage à la membrane, les cellules cancéreuses utilisent une technique complexe, une forme de macropinocytose. Ces travaux, publiés dans la revue science Advances, décrivent ce mécanisme sophistiqué par lequel « les cellules cancéreuses sauvent leur peau » et ce faisant, la recherche permet d'envisager une nouvelle cible pour de futurs traitements.
La macropinocytose consiste en une invagination de la membrane cellulaire qui forme une poche, qui se pince et referme ainsi une lésion sur la membrane.
De manière plus basique, la pinocytose est un processus par lequel des fluides et des nutriments sont ingérés par la cellule, qui replie sa membrane cellulaire vers l’intérieur et forme ainsi une vésicule qui transporte ces nutriments dissouts à l‘intérieur. C’est un processus continu qui se produit dans certains types cellules -comme les cellules tumorales- qui leur permet donc de consommer les nutriments nécessaires à leur survie. La macropinocytose désigne le même processus à l’échelle d’un ensemble de cellules et ici, au niveau du microenvironnement de la tumeur.
L'intérieur des cellules est fluide et une membrane percée provoque la mort de la cellule.
C’est pourquoi les dommages causés à la membrane cellulaire doivent être réparés rapidement
Pour rester intègres, les cellules tumorales tirent la membrane cellulaire intacte sur la zone endommagée
et scellent le trou en quelques minutes. Ensuite, la partie endommagée de la membrane cellulaire est découpée en petites sphères et transportée vers les lysosomes, une sorte « d’estomac » cellulaire ou ces petits déchets sont décomposés.
Pour cette étude in vitro, les scientifiques ont endommagé la membrane de cellules cancéreuses à l'aide d'un laser et ont observé la macropinocytose. Lorsqu’ils bloquent le processus de formation de ces petites sphères membranaires, la cellule cancéreuse ne peut pas achever son processus de réparation et meurt. Ainsi, la macropinocytose apparaît comme une cible pour de nouveaux traitements. Un développement « à long terme », précise l’auteur principal, Jesper Nylandsted de l'Université de Copenhague, un expert des membranes cellulaires, en particulier des cellules cancéreuses.
La propagation, une situation à risque pour les membranes cellulaires : l'une des propriétés les plus dangereuses du cancer est sa capacité de propagation. Mais, c’est également lorsque les cellules cancéreuses se propagent à travers l'organisme qu'elles sont particulièrement susceptibles d’endommager leur membrane. Cibler ce processus de macropinocytose serait donc efficace contre la croissance et la propagation du cancer.
Un autre processus de réparation de la membrane avait également été précédemment décrit par l’équipe danoise : les cellules cancéreuses peuvent aussi réparer leur membrane, en nouant la partie endommagée, et en se débarrassant de la partie nouée, un peu comme lorsqu'un lézard jette sa queue.
Cependant, ces nouvelles expériences en laboratoire suggèrent que
les cellules cancéreuses agressives utilisent surtout la macropinocytose.
La cellule cancéreuse aurait la possibilité de réutiliser la membrane endommagée lorsqu'elle est dégradée dans les lysosomes. Un recyclage particulièrement utile lors de leur division, incontrôlée, qui nécessite beaucoup d'énergie.
Ces travaux experts se poursuivent sur la manière dont les cellules cancéreuses protègent leurs membranes. La macropinocytose en particulier pourrait n’être que la première étape de la réparation, et il reste à comprendre ce qui se passe après la fermeture de la membrane.
Une réparation plus approfondie de la membrane est nécessaire, c’est une phase qui pourrait constituer également un point faible des cellules cancéreuses, et donc une cible possible.
Source: Science Advances 02 Jul 2021 DOI: 10.1126/sciadv.abg1969 Restructuring of the plasma membrane upon damage by LC3-associated macropinocytosis
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