La toxine de guêpe brésilienne tue les cellules cancéreuses

Le venin d'une guêpe brésilienne, Polybia paulista, contient une puissante toxine qui tue les cellules cancéreuses sans endommager les cellules saines. À présent, un groupe de scientifiques de l'Université d'État Paulista (UNESP) et de l'Université de Leeds, en Angleterre, a découvert exactement comment la toxine, appelée MP1, peut exclusivement ouvrir des trous dans les cellules cancéreuses, en les détruisant.

L'étude, publiée mardi dans la revue Biophysical Journal, pourrait inspirer la création d'une classe sans précédent de médicaments anticancéreux, ont déclaré les scientifiques. Selon l'un des auteurs de l'étude, Paul Beales de l'université anglaise, la toxine MP1 n'affecte pas les cellules normales, mais interagit avec les lipides - des molécules adipeuses - qui ne sont distribuées de manière anormale qu'à la surface des cellules cancéreuses. Au contact de la membrane de ces cellules, la toxine ouvre des trous par lesquels s'échappent des molécules essentielles à son fonctionnement.

"Les thérapies anticancéreuses qui attaquent la composition lipidique des membranes cellulaires constitueraient une toute nouvelle classe de médicaments antitumoraux. Cela pourrait être utile pour le développement de nouvelles thérapies combinées, dans lesquelles plusieurs médicaments sont utilisés pour traiter le cancer en attaquant différentes parties de leurs cellules simultanément ", a déclaré Beales.

Selon un autre auteur, João Ruggiero Neto, du département de physique de l'Unesp à São José do Rio Preto, Polybia paulista a été découvert et décrit par le professeur Mário Palma, de l'Unesp de Rio Claro. Les scientifiques avaient déjà étudié la toxine MP1 et savaient que celle-ci agissait contre les microbes pathogènes en détruisant la membrane des cellules bactériennes. Des études ont révélé par la suite que la toxine promettait de protéger les humains contre le cancer et d’empêcher la croissance des cellules tumorales de la prostate et de la vessie, ainsi que des cellules leucémiques résistantes aux médicaments.

Jusqu'à présent, cependant, on ne savait pas comment MP1 était capable de détruire sélectivement les cellules tumorales sans endommager les cellules saines. "Depuis que nous avons décrit la toxine toxique de cette guêpe en 2009, nous savons qu'elle contient des peptides à forte propriété antibactérienne, agissant comme un antibiotique puissant.

Plus tard, des chercheurs coréens et chinois ont commencé à travailler avec ces peptides sur des cellules cancéreuses et nous sommes allés étudier leur action sur les lymphocytes leucémiques ", a déclaré Neto au journal Estado de S. Paulo.

Mécanisme

Le groupe Unesp a ensuite confirmé que les toxines étaient extrêmement sélectives et ne reconnaissaient que les lymphocytes leucémiques et non les lymphocytes sains. Ils ont commencé à soupçonner que l'explication de cette sélectivité était liée aux propriétés uniques des membranes des cellules cancéreuses. "Nous sommes allés étudier le mécanisme", a déclaré Neto. Selon lui, dans les membranes cellulaires saines, les phospholipides appelés PS et PE sont situés sur la membrane interne, faisant face à l'intérieur de la cellule. Mais dans les cellules cancéreuses, PS et PE sont enchâssés dans la membrane externe, faisant face à l'environnement autour de la cellule. Les scientifiques ont testé leur théorie en créant des membranes modèles contenant du PE et du PS et en les exposant au MP1. Ils ont utilisé une large gamme de techniques biophysiques et d'imagerie pour caractériser les effets destructeurs de MP1 sur les membranes.

Le résultat était frappant: la présence de PS augmentait de 7 à 8 fois la quantité de MP1 liée à la membrane. La présence de PE, par contre, augmentait la capacité de MP1 à endommager rapidement la membrane, augmentant ainsi la taille du trou de 20 à 30 fois. "Formés en quelques secondes, ces pores sont suffisamment gros pour permettre la fuite de molécules cellulaires essentielles telles que l'ARN et les protéines. L'amélioration spectaculaire de la perméabilisation induite par les toxines en présence de PE et la taille des pores dans ces membranes étaient surprenantes." dit Neto.

Potentiel

Dans des études ultérieures, les scientifiques envisagent de modifier la séquence d'acides aminés de MP1 pour examiner le lien entre la structure de la toxine et sa fonction, afin d'améliorer sa sélectivité et son efficacité à des fins cliniques. Selon Beale, comprendre le mécanisme d'action de cette toxine aidera les études translationnelles - c'est-à-dire la recherche scientifique appliquée de manière clinique - à évaluer son potentiel d'utilisation en médecine à l'avenir. "Comme il a été démontré en laboratoire que la toxine est sélective pour les cellules cancéreuses et non toxique pour les cellules normales, elle a le potentiel d'être sûre. Mais des efforts supplémentaires seront nécessaires pour le prouver", a déclaré Beale.

Par Fábio de Castro - Sao Paulo