16 Mai 2014  |  Recherche et développement
Publié dans La Revue POLYTECHNIQUE 03/2014

Le cuivre renforce la croissance des tumeurs

Le cuivre est essentiel à la production d’énergie des cellules cancéreuses. Des chercheurs de l’EPFL ont montré qu’une diminution de l’apport de ce métal, notamment dans l’eau potable, ralentissait la croissance des tumeurs. Ils ont également découvert que ces dernières en manque de cuivre absorbaient d’avantage de glucose.

De nombreuses pathologies, comme le cancer, sont associées à un déséquilibre en cuivre. Des chercheurs de l’EPFL ont montré qu’un apport en eau potable comportant le niveau maximum de cuivre autorisé dans les réseaux publics, accélère la croissance de tumeurs chez des souris. Au contraire, une réduction de ce métal ralentit la croissance tumorale. Cette étude, publiée dans la revue scientifique américaine Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), suggère qu’il pourrait en être de même pour l’homme.
Le cuivre joue un rôle essentiel dans la croissance cellulaire. Pour se multiplier, les cellules ont besoin d’énergie, qu’elles produisent et emmagasinent sous la forme d’une molécule appelée ATP (adénosine-5’-triphosphate). Qu’elles soient saines ou cancéreuses, les cellules produisent de l’énergie de deux manières différentes: la respiration, qui nécessite de l’oxygène, et la glycolyse, qui n’en a pas besoin. La respiration est le moyen le plus efficace de produire de l’énergie sous forme d’ATP. Ce processus implique une enzyme qui, précisément, a besoin de cuivre pour s’activer.
 
Le rôle du cuivre dans le cancer
Dans une étude dirigée par Douglas Hanahan, chercheur à l’EPFL, des scientifiques ont voulu examiner le rôle du cuivre dans le cancer. Pour cela, ils ont utilisé des souris génétiquement modifiées, porteuses de tumeurs du pancréas. «Contrairement aux tissus sains, les cancers sont particulièrement sensibles aux changements des taux de cuivre, explique Seiko Ishida, auteur principal. «Cette observation assez déconcertante nous a incités à investiguer le problème».
Leur travail fournit des preuves directes que le cuivre peut augmenter la multiplication des cellules cancéreuses. «Notre plus grande surprise a été de constater qu’en ajoutant une faible quantité de cuivre à l’eau potable, nous accélérions le développement des tumeurs», précise Seiko Ishida. «Cela montre clairement que le cuivre est une substance nutritive essentielle pour les cellules cancéreuses».
 
La glycolyse plutôt que la respiration
Associés à Johan Auwerx, également chercheur à l’EPFL, les scientifiques ont pu montrer qu’un moindre apport en cuivre entravait l’activité de l’enzyme impliquée dans la respiration cellulaire des tumeurs. Les scanners montraient que les tumeurs en manque de cuivre absorbaient d’avantage de glucose. En quelque sorte, les cellules cancéreuses tentaient de compenser leur déficit énergétique en utilisant la glycolyse plutôt que la respiration. Pour autant, les niveaux d’ATP restaient en dessous du stade initial et les tumeurs ne se développaient pas davantage.
Par contre, les chercheurs ne pensent pas que le cuivre puisse provoquer des cancers. Des souris en bonne santé, exposées pendant deux ans au même taux de cuivre dans l’eau potable, n’ont pas présenté une incidence accrue de la maladie.
Les auteurs suggèrent que l’on pourrait contrôler les apports de cuivre chez les patients atteints d’un cancer. Ils pensent qu’un moindre taux du métal dans l’organisme des malades pourrait renforcer la thérapie, particulièrement lorsqu’il est associé à des médicaments qui bloquent la glycolyse. En limitant les deux moyens principaux grâce auxquels les cellules malignes produisent de l’énergie sous forme d’ATP – soit la glycolyse et la respiration – il pourrait être possible d’affamer les cellules cancéreuses.
 
Les acteurs de cette recherche
Cette étude dirigée par l’EPFL, qui a débuté à l’University of California à San Francisco en 2009, a été menée en partenariat avec l’Institut suisse de recherche expérimentale sur le cancer (ISREC) et le Laboratoire de physiologie intégrative et systémique, l’Institut interfacultaire de bio-ingénierie, la Faculté des sciences de la vie, le Laboratoire d’imagerie biomédicale et l’Institut de physique des systèmes biologiques, à l’EPFL.
 
Lionel Pousaz
Service de presse EPFL
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