Des scientifiques révèlent pourquoi un composé anti-âge populaire pourrait également alimenter le cancer
Les polyamines sont des molécules produites naturellement et présentes dans toutes les cellules vivantes. Ils jouent un rôle essentiel dans les fonctions biologiques de base, notamment la croissance et la spécialisation cellulaire. Ces dernières années, les scientifiques se sont concentrés sur ces composés, en particulier la spermidine, pour leur potentiel à favoriser un vieillissement en bonne santé. Souvent décrits comme des « géroprotecteurs », il a été démontré qu’ils stimulent l’autophagie, un processus de recyclage cellulaire qui élimine les composants endommagés. Cet avantage dépend en grande partie d’une protéine appelée facteur d’initiation de la traduction eucaryote 5A (eIF5A1).
Dans le même temps, les chercheurs ont observé à plusieurs reprises des niveaux élevés de polyamines dans de nombreux types de cancer, où ils sont liés à une croissance tumorale agressive. Ce contraste a créé une énigme scientifique. Comment les mêmes molécules qui semblent favoriser la longévité peuvent-elles également être associées au cancer ?
Un casse-tête moléculaire dans le métabolisme du cancer
Bien que le lien entre les polyamines et le cancer soit reconnu depuis des années, les mécanismes détaillés derrière leur rôle dans la progression tumorale restent flous. On sait que les cellules cancéreuses modifient leur métabolisme, en s’appuyant fortement sur la glycolyse aérobie pour générer rapidement de l’énergie. Cependant, la manière exacte dont les polyamines influencent ce changement métabolique n’a pas été entièrement comprise.
Ajoutant à la complexité, eIF5A1 possède des fonctions bien établies dans les cellules normales et saines. Une protéine étroitement apparentée, eIF5A2, partage 84 % de sa séquence d’acides aminés mais a été associée au développement du cancer. Pourquoi deux protéines presque identiques se comportent si différemment reste une question majeure sans réponse.
Une analyse protéomique à grande échelle révèle des voies distinctes
Pour enquêter, une équipe dirigée par le professeur agrégé Kyohei Higashi de la Faculté des sciences pharmaceutiques de l’Université des sciences de Tokyo au Japon a mené une étude approfondie à l’aide de méthodes moléculaires et protéomiques avancées. Leurs résultats ont été publiés dans le volume 301, numéro 8 du Journal de chimie biologique. Les résultats clarifient comment les polyamines stimulent la croissance des cellules cancéreuses par des voies biologiques différentes de celles impliquées dans le vieillissement en bonne santé.
Les chercheurs ont travaillé avec des lignées de cellules cancéreuses humaines pour examiner comment les polyamines affectent la production et le métabolisme des protéines. Ils ont d’abord réduit les niveaux de polyamines à l’aide d’un médicament, puis les ont restaurés en ajoutant de la spermidine. Cette approche leur a permis de mesurer directement l’impact des polyamines sur les cellules cancéreuses. À l’aide de techniques protéomiques à haute résolution, ils ont analysé les changements dans plus de 6 700 protéines.
Leurs résultats ont montré que les polyamines stimulent principalement la glycolyse, le processus qui convertit rapidement le glucose en énergie, plutôt que d’améliorer la respiration mitochondriale, qui est plus étroitement liée au vieillissement en bonne santé. L’équipe a également découvert que les polyamines augmentent les niveaux d’eIF5A2 et de cinq protéines ribosomales, dont RPS 27A, RPL36AL et RPL22L1, qui sont toutes associées à la gravité du cancer.
eIF5A1 vs eIF5A2 dans les cellules normales et cancéreuses
Une comparaison côte à côte de eIF5A1 et eIF5A2 a fourni des informations critiques. “L’activité biologique des polyamines via eIF5A diffère entre les tissus normaux et cancéreux”, explique le Dr Higashi. “Dans les tissus normaux, eIF5A1, activé par les polyamines, active les mitochondries via l’autophagie, tandis que dans les tissus cancéreux, eIF5A2, dont la synthèse est favorisée par les polyamines, contrôle l’expression des gènes au niveau traductionnel pour faciliter la prolifération des cellules cancéreuses.”
En d’autres termes, les polyamines déclenchent des effets très différents selon la protéine qu’elles influencent. Dans les cellules saines, ils soutiennent le maintien cellulaire et la production d’énergie. Dans les cellules cancéreuses, ils contribuent à une croissance rapide.
Comment les polyamines augmentent eIF5A2
D’autres expériences ont révélé comment les polyamines augmentent les niveaux d’eIF5A2. Dans des conditions typiques, la production de la protéine eIF5A2 est limitée par une petite molécule d’ARN régulateur appelée miR-6514-5p. Les chercheurs ont découvert que les polyamines perturbent ce frein naturel, permettant ainsi à eIF5A2 d’être produit en plus grande quantité. Ils ont également montré que eIF5A2 contrôle un groupe distinct de protéines par rapport à eIF5A1, renforçant l’idée selon laquelle ces deux protéines similaires remplissent des fonctions distinctes.
Implications pour le traitement du cancer et la sécurité des suppléments
Ces résultats ont des implications importantes à la fois pour le traitement du cancer et pour l’utilisation de suppléments de polyamines. Les résultats soulignent à quel point le contexte biologique est important. Dans les tissus sains, les polyamines peuvent apporter des bienfaits anti-âge grâce à eIF5A1. Dans les tissus cancéreux ou risquant de devenir malins, les mêmes molécules peuvent stimuler la croissance tumorale via eIF5A2. Ce double comportement contribue à expliquer pourquoi les polyamines sont si difficiles à interpréter dans la recherche médicale.
L’étude identifie également une nouvelle cible thérapeutique prometteuse. “Nos résultats révèlent un rôle important pour eIF5A2, régulé par les polyamines et miR-6514-5p, dans la prolifération des cellules cancéreuses, ce qui suggère que l’interaction entre eIF5A2 et les ribosomes, qui régulent la progression du cancer, constitue une cible sélective pour le traitement du cancer”, remarque le Dr Higashi. Cibler spécifiquement eIF5A2 pourrait, en théorie, ralentir la croissance du cancer sans interférer avec les effets bénéfiques liés à eIF5A1.
Globalement, cette recherche marque une avancée significative dans la compréhension des rôles complexes et parfois contradictoires des polyamines. À l’avenir, les scientifiques pourront peut-être concevoir des stratégies qui préservent leurs effets positifs sur le vieillissement en bonne santé tout en réduisant leur potentiel de soutien au développement du cancer.
Cette étude a été financée en partie par une subvention pour la recherche scientifique (C) (n° 18K06652) de la Société japonaise pour la promotion de la science, de la Fondation Hamaguchi pour l’avancement de la biochimie et d’une subvention de recherche collaborative extra-muros de l’Institut de recherche sur le cancer, Université de Kanazawa, Japon.
