Cellules cancéreuses: découverte israélienne surprenante

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Découverte surprenante à l’Université de Tel-Aviv: les racines des plantes et les cellules cancéreuses se développent de la même manière

Un projet de recherche interdisciplinaire mené en commun par le Prof. Eilon Shani de l’École des sciences végétales de l’Université de Tel-Aviv et le Prof. Ilan Tsarfaty du Département de microbiologie clinique et d’immunologie de la Faculté de médecine, a permis de réaliser une découverte surprenante : les racines des plantes s’enfoncent dans le sol par un mouvement de vissage semblable à celui de la mèche d’une perceuse pénétrant dans un mur. De même, selon les chercheurs, les cellules cancéreuses pénètrent les tissus sains adjacents et y développent des métastases par un mouvement similaire de forage en spirale. L’étude va faire avancer de manière significative à la fois les recherches en agronomie et celles du traitement du cancer, notamment du cancer du sein.

Pour étudier le processus de croissance des racines des plantes, les chercheurs du groupe du Prof. Shani ont utilisé une petite plante herbacée résistante de l’espèce Arabidopsis, l’Arabette des dames, considérée comme une « mauvaise herbe » et souvent utilisée comme organisme modèle de référence pour la recherche en biologie. Ils ont marqué les noyaux de ses cellules racinaires au moyen d’une protéine fluorescente, et observé le processus de croissance et le mouvement des cellules de l’extrémité de la racine de la plante à l’aide d’un microscope puissant (incluant près de 1 000 cellules dans chaque simulation).

Une progression en tire-bouchon, comme pour les racines

Par ailleurs, afin d’examiner les causes de la progression de la racine et la manière dont elle est régulée, ils se sont focalisés sur une hormone du nom d’auxine, connue pour réguler la croissance des plantes. Après avoir mis au point un système génétique permettant l’activation et la désactivation de la production d’auxine, à la manière d’un commutateur, dans certaines cellules sélectionnées, ils ont vérifié l’influence de ce mécanisme de marche/arrêt sur un millier de cellules de l’extrémité de la racine, dans les trois dimensions spatiales, et au niveau temporel. Après chaque cas d’activation/désactivation de l’auxine, chacune des mille cellules a été enregistrée sur vidéo pendant une période de 6 à 24 heures. Une énorme quantité d’enregistrements s’est ainsi accumulée.

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Lors de l’étape suivante, les chercheurs ont utilisé des outils de calcul informatique développés dans le laboratoire du Prof. Tsarfaty à la Faculté de médecine pour suivre l’évolution des tumeurs cancéreuses. Ils ont utilisé ces outils pour analyser les données d’imagerie obtenues dans l’étude sur les racines. Ils ont ainsi pu, pour la première fois, observer de leurs propres yeux le mouvement de progression en tire-bouchon de la racine, ainsi que quantifier et cartographier avec précision une trentaine de paramètres de croissance racinaire relatifs au temps et à l’espace, dont l’accélération, la longueur, les changements de structure cellulaire, la coordination entre les cellules pendant le processus de croissance et la vitesse de mouvement – et ce pour chacune des mille cellules de l’extrémité de la racine. Les résultats leur ont également permis d’évaluer avec précision le mouvement de l’auxine et son influence sur la racine, et la manière dont elle régule le processus de croissance.

Faire progresser la recherche sur les plantes et la lutte contre le cancer

« Les plantes présentent des défis particuliers aux chercheurs », relève le Prof. Shani. « Par exemple, la moitié de la plante, à ​​savoir le système racinaire, est cachée et enfouie sous le sol. Les outils informatiques développés pour la recherche sur le cancer nous ont permis, pour la première fois, de mesurer et de quantifier avec précision la cinétique de la croissance racinaire et de révéler les mécanismes qui la régulent au niveau de résolution d’une cellule isolée. En cela, ils ont considérablement fait avancer la recherche sur les plantes, un domaine de la plus haute importance pour notre société, à la fois d’un point de vue environnemental et en termes d’agriculture et d’alimentation ».

Elon Shani

« Au cours de notre étude, nous avons découvert un phénomène fascinant qui n’avait pas été observé auparavant « en direct » : nous avons vu que les cellules de l’extrémité de la racine se déplacent en spirale, comme la mèche d’une perceuse pénétrant la terre », ajoute le Prof. Shani. « Nous avons également observé que l’hormone auxine régule le processus de vissage de la pointe de la racine. Nous avons étudié et mesuré le mouvement de cette hormone, qui passe d’une cellule de la racine à l’autre, afin de réguler la croissance de la racine et son mouvement en spirale ».

Dans le laboratoire du Prof. Tsarfaty, spécialisé dans le traitement personnalisé du cancer du sein, on analyse actuellement les résultats de cette recherche sur les racines pour développer une nouvelle plate-forme de traitement du cancer : « Il s’agit d’une collaboration synergique qui a profité et éclairé les deux parties. Nous comparons le mouvement des racines et celui des cellules cancéreuses. Dans les plantes, les processus se déroulent beaucoup plus rapidement ; elles constituent donc un excellent modèle pour nous.

Suite aux résultats fournis par cette étude sur les végétaux, nous examinons actuellement la possibilité d’un mouvement similaire à ceux d’une vis dans les cellules cancéreuses et dans les métastases, au cours de leur pénétration dans les tissus sains adjacents, particulièrement dans le cas du cancer du sein, où une protéine du nom de MET provoque des mouvements accélérés des cellules et la formation de métastases. Cette étude commune sur les cellules des plantes va beaucoup nous faire avancer dans l’amélioration des traitements dans ce domaine ».

Photos:

2. Le Prof. Ilan Tsarfaty

3. Le Prof. Elon Shani

(Crédit: Université de Tel-Aviv)

SOURCE: site de l’Association française de l’Université de Tel-Aviv

SourceJFORUM.FR

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