"La survie des cellules dans des conditions de privation de nutriments dépend de la capacité des cellules à adapter leurs organites (à savoir chacun des éléments constituant la cellule) et à recâbler leurs voies métaboliques", ont indiqué des scientifiques de la faculté de médecine de l'université de Virginie (États-Unis) et de l’European Molecular Biology Laboratory (Allemagne).
Face à une pénurie de nutriments, les cellules de levure peuvent survivre
Dans une étude, publiée dans la revue Nature Communications, ils se sont concentrés sur le Schizosaccharomyces pombe. Il s’agit d’une espèce de levure utilisée depuis des siècles pour brasser la bière. Cependant, c'est aussi un outil de recherche inestimable en raison de sa similitude avec les cellules humaines. "Chez la levure, l'épuisement du glucose induit une réponse au stress médiée par la fragmentation des mitochondries et la séquestration des ribosomes (organites) cytosoliques sur les mitochondries. Cette adaptation cellulaire favorise la survie dans des conditions environnementales difficiles. Néanmoins, le mécanisme sous-jacent de cette réponse reste inconnu." C’est pourquoi l’équipe a voulu élargir la compréhension des réponses cellulaires à la pénurie de nutriments et à la quiescence (c’est-à-dire le ralentissement ou l’arrêt de développement) cellulaire.
Selon les données, une adaptation inédite de la levure a été observée en cas d'épuisement du glucose. "Les cellules peuvent faire une pause lorsque les choses deviennent difficiles en entrant dans un sommeil profond afin de rester en vie, puis plus tard, elles semblent revenir", a déclaré Ahmad Jomaa, auteur des travaux. Cette capacité à hiberner en cas de stress reflète la capacité du cancer à survivre aux pénuries de nutriments qui accompagnent la croissance incontrôlée des cellules cancéreuses.
Cancer : de nouveaux traitements rendant les cellules plus vulnérables à la famine ?
Les auteurs ont aussi découvert que lorsque les batteries des cellules de levure entrent en hibernation pour éviter le stress, elles s'enveloppent d'une couverture inattendue. Les surfaces de ces batteries, appelées mitochondries, sont recouvertes de ribosomes désactivés, "la machinerie cellulaire qui fabrique normalement les protéines". Pour l’heure, la raison pour laquelle ces organites inactifs s'attachent aux mitochondries reste un mystère. "Il pourrait y avoir différentes explications", a déclaré Simone Mattei, qui a aussi participé aux recherches.
Autre constat : les ribosomes s'étaient attachés "à l'envers", en utilisant une petite sous-unité de leur anatomie. Ce type d'interaction n'avait jamais été observé auparavant. "Pour les prochaines étapes, nous voulons comprendre non seulement comment les cellules régulent l'entrée en dormance, mais aussi comment elles se réveillent de ce sommeil profond. Pour l'instant, nous utiliserons la levure car elle est beaucoup plus facile à manipuler. Nous étudions également cette question dans des cellules cancéreuses en culture, ce qui n'est pas une tâche facile", a conclu l’équipe qui suggère que ces résultats pourraient déboucher sur de nouvelles stratégies visant à rendre les cellules cancéreuses plus vulnérables à la famine et plus faciles à traiter.
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