Une étude sur les levures établit un lien entre le sucre et la croissance des cellules cancéreuses

Les levures, un groupe diversifié d''organismes unicellulaires, présente un important potentiel inexploité pour les développements destinés aux secteurs de l''alimentation et de la santé. Parmi les plus de 1 500 espèces de levures recensées figure Saccharomyces cerevisiae, ou levure de boulanger, connue depuis des siècles pour son rôle dans la fabrication de la bière, du pain, et plus récemment, de médicaments tels que l''insuline. Les autres variétés de levures sont rarement étudiées malgré les travaux importants en cours pour examiner leur vaste potentiel.

Une étude récente utilisant la levure comme modèle d''organisme a porté un nouvel éclairage sur la relation entre les sucres et la croissance des tumeurs cancéreuses. Par le biais d''une bourse Marie Curie, l''Union européenne a apporté son soutien au projet PI SIGNALLING dont les résultats ont été publiés dans la revue «Nature Communications».

En l''absence d''oxygène, les cellules traitent le sucre par glycolyse, une méthode moins efficace que la respiration. C''est ce phénomène qui provoque les brûlures musculaires ressenties lors des entraînements intenses et qui génère de l''éthanol lors du brassage de la bière. La levure et les cellules cancéreuses se démarquent des autres cellules par le fait qu''elles privilégient cette méthode pour traiter le sucre, avec un «effet Warburg», un phénomène nommé d''après le Prix Nobel allemand Otto Heinrich Warburg.

Les protéines activées par le sucre

Les résultats de cette nouvelle étude suggèrent l''existence d''un «mécanisme évolutionnaire reliant la fermentation à l''activation de la protéine Ras, un régulateur clé de la prolifération des cellules dans la levure et dans les cellules de mammifères, et un des principaux produits proto-oncogènes.» Les protéines Ras jouent le rôle de commutateur dans les réseaux de signalisation intracellulaire, contrôlant des processus tels que la prolifération des cellules, l''apoptose et la migration cellulaire. Un lien a été établi entre certaines mutations de ces protéines et le cancer, du fait qu''elles contribuent au développement incontrôlé des cellules cancéreuses. L''étude révèle que la protéine Ras peut être activée par le sucre.

Cette classe de protéine étant également présente dans la levure, celle-ci constitue par conséquent un modèle d''organisme idéal pour étudier l''influence de la protéine sur les cellules cancéreuses. Les chercheurs ont étudié l''activation de la protéine Ras in vivo, en ajoutant du glucose à des cellules cultivées dans le galactose, et in situ, au moyen d''intermédiaires glycoliques.

Le but était d''identifier la connexion moléculaire entre la fermentation du glucose et l''activation de la protéine Ras. Les résultats obtenus suggèrent que l''effet Warburg crée un cercle vicieux puisque l''activation de la protéine Ras provoque une augmentation du taux de fermentation qui a pour effet de stimuler l''effet oncogène. L''équipe de recherche insiste sur le fait que les résultats n''indiquent pas que le sucre provoque le cancer, mais qu''ils montrent que le mode de décomposition du sucre dans les cellules cancéreuses est différent.

Le projet PI SIGNALLING (Phosphate sensing for activation of the protein kinase A pathway in yeast) a utilisé Saccharomyces cerevisiae comme modèle de système pour étudier les cellules eucaryotes en raison de sa malléabilité génétique et de ses puissantes approches génomiques.

Johan Thevalain, auteur principal du projet, explique que le lien biochimique entre la disponibilité des nutriments sous forme de glucose, azote, phosphate, sulfate, etc., et le contrôle de la voie PKA est l''un des principaux thèmes des recherches menées par l''équipe depuis 30 ans. Son importance tient également au fait que la voie de signalisation PKA contrôle les taux de fermentation, la tolérance au stress et de nombreuses autres propriétés des cellules des levures. Ces propriétés sont primordiales pour les applications industrielles utilisant la levure, comme c''est le cas de la production de boissons fermentées, de bioéthanol et de composés biologiques.

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