Une équipe de chercheurs américains a découvert qu’une protéine provenant des tardigrades pourrait protéger les cellules saines des effets nocifs de la radiothérapie. Ce processus pourrait réduire significativement la toxicité des traitements contre le cancer, ouvrant la voie à de nouvelles possibilités thérapeutiques prometteuses pour les patients.
Une équipe de recherche américaine a démontré qu’il est possible de protéger les cellules saines de la radiothérapie contre le cancer grâce à une protéine présente chez les tardigrades, qui permet à ces organismes de résister à des doses de radiations mille fois supérieures à celles qui tueraient une personne.
Représentation d’un tardigrade. Crédit :
Les tardigrades, communément appelés ours d’eau, sont parmi les êtres vivants les plus résistants connus, et leur “super pouvoir” pourrait être utilisé dans la lutte contre les cancers. Une protéine produite par ces minuscules créatures, nommée Dsup – pour Damage suppressing, soit suppression des dommages – a montré qu’elle protège les cellules humaines et des modèles murins (souris) du bombardement de radiations, utilisé comme traitement privilégié contre le cancer. La radiothérapie, qui utilise des radiations ionisantes telles que les rayons X, est très efficace pour détruire les cellules cancéreuses, mais elle peut également endommager les cellules et tissus sains ; la toxicité de certaines thérapies est liée précisément à son impact sur l’ADN des cellules saines – provoquant des ruptures dans les brins d’ADN – entraînant de sévères effets secondaires; ceux-ci peuvent être si lourds qu’ils contraignent les patients à interrompre les traitements vitaux. C’est dans ce contexte que la protéine Dsup entre en jeu : injectée via de l’ARN messager (mRNA) dans les cellules humaines, elle peut protéger leur ADN des radiations, réduisant ainsi considérablement la toxicité de la radiothérapie. L’efficacité de ce “scudo” contre les rayons X a été mise en évidence dans des études précliniques préliminaires, et il existe un espoir concret qu’il puisse bénéficier aux patients atteints de cancer, bien que le chemin vers une thérapie éventuelle soit encore long.
La recherche sur la protection des cellules saines contre la toxicité de la radiothérapie grâce à une protéine des tardigrades a été menée par une équipe américaine dirigée par des scientifiques du Brigham and Women’s Hospital et de l’école de médecine de l’université de Harvard. Ils ont collaboré étroitement avec des collègues de plusieurs instituts, y compris les départements de radiothérapie et d’ingénierie biomédicale de l’université de l’Iowa, le Holden Comprehensive Cancer Center, l’institut David H. Koch pour la recherche intégrative sur le cancer du MIT, entre autres. Les chercheurs, dirigés par le professeur Giovanni Traverso, enseignant à la division de gastro-entérologie de l’hôpital de Boston, ont tiré leurs conclusions après avoir effectué des expériences sur des cellules humaines en culture et des souris exposées aux radiations. Ils se sont concentrés sur la protéine Dsup des tardigrades, car c’est grâce à elle que ces minuscules créatures peuvent résister à des doses de radiations environ mille fois plus élevées que celles qui tueraient une personne. Cette protéine, en se liant à l’ADN, empêche les radiations et les radicaux hydroxyles qui en découlent de rompre un ou les deux brins d’ADN, créant une sorte de bouclier autour de celui-ci. Pour ne rien laisser au hasard, d’autres gènes et protéines permettent aux tardigrades (mesurant au maximum 1 millimètre) de survivre à diverses menaces mortelles comme le vide spatial, un manque d’eau pendant des décennies, et des températures extrêmes allant de -200 °C à plus de 150 °C, entre autres. Une étude récente a également montré qu’ils sont les seuls organismes parmi des milliers analysés à ne pas avoir été contaminés par des microplastiques.
Dans le passé, la résistance emblématique des tardigrades aux radiations a été considérée comme un potentiel moyen de protéger les cellules humaines de l’exposition, néanmoins, intégrer ce gène codant pour la Dsup dans notre ADN peut être très dangereux. Pour cette raison, les auteurs de la nouvelle étude se sont concentrés sur des nanoparticules de lipides et de polymères contenant de l’ARNm avec l’information génétique de la dite protéine ; grâce à ce mécanisme, similaire à celui des vaccins anti-Covid à base d’ARNm qui nous ont permis de surmonter la récente pandémie, la protéine Dsup est exprimée uniquement temporairement dans les cellules, juste assez pour protéger l’ADN de la radiothérapie. Après quelques heures, elle est en fait destinée à être éliminée avec l’ARN messager.
Le professeur Traverso et ses collègues ont administré les nanoparticules avec de l’ARNm à des souris exposées à des doses similaires à celles d’un traitement radiothérapeutique dans la bouche et le rectum, deux parties du corps souvent touchées par des tumeurs qui sont traitées avec cette technique. Ils ont observé les dommages à l’ADN après l’introduction de la “protéine bouclier” et ont comparé les résultats avec ceux de souris exposées aux rayons X sans protection par la Dsup ; ainsi, les souris protégées par la Dsup présentaient 50 pour cent de ruptures de l’ADN dans le rectum et environ 35 pour cent de moins dans la bouche. Un élément à ne pas sous-estimer est que les nanoparticules sont conçues pour empêcher le bouclier des tardigrades de protéger également les cellules tumorales, ce qui pourrait nuire à l’efficacité de la radiothérapie. Les résultats de l’étude montrent que cette approche innovante “peut être largement applicable à la protection des tissus sains contre les agents qui endommagent l’ADN”, expliquent les auteurs de l’étude. Toutefois, de nombreuses autres enquêtes seront nécessaires avant d’arriver à un traitement à expérimenter sur des êtres humains. Les détails de la recherche “Radioprotection des tissus sains via des nanoparticules délivrant de l’ARNm codant pour une protéine suppresseur de dommages trouvée chez les tardigrades” ont été publiés dans la revue scientifique Nature Biomedical Engineering.