Soumises à la microgravité, la majorité des cellules cancéreuses sont neutralisées

microgravite cancer
| Flickr MFSC/Wikimedia

Les examens médicaux pratiques sur les astronautes au cours des dernières années ont révélé que les voyages dans l’espace impliquaient un certain nombre de risques pour la santé : ostéoporose, volume pulmonaire réduit, perte de densité musculaire, exposition aux rayonnements, etc. Cependant, à l’inverse, l’espace peut également apporter des solutions thérapeutiques inattendues. C’est ce que des biologistes ont découvert en observant que, plongées en condition de microgravité, les cellules cancéreuses sont incapables de se reconnaître et s’assembler, et finissent par être neutralisées.

Depuis 2014, Joshua Choi, chercheur en génie biomédical à l’Université de technologie de Sydney, étudie les effets de la microgravité sur la physiologie et les cellules du corps humain. Au début de l’année prochaine, lui et son équipe de recherche se rendront sur l’ISS pour tester une nouvelle méthode de traitement du cancer reposant sur la microgravité.

Selon Chou, ses recherches ont été inspirées par une conversation qu’il a eue avec le regretté Stephen Hawking. Au cours de la conversation, Hawking a remarqué que rien dans l’Univers ne défie la gravité. Plus tard, lorsqu’un ami de Chou avait reçu un diagnostic de cancer, il se souvint de ce que Hawking avait dit et commença à se demander : « Qu’adviendrait-il des cellules cancéreuses si nous les sortions de la gravité ? ».

Des cellules cancéreuses habituées à évoluer dans un environnement gravitationnel classique

En termes simples, le cancer est une maladie au cours de laquelle les cellules commencent à se diviser de manière incontrôlable et se propagent à certaines parties du corps. Les cellules cancéreuses agissent ainsi en se réunissant pour former une tumeur solide dans le corps, qui se développe ensuite jusqu’à ce que les cellules envahissent les tissus sains — tels que le cœur, les poumons, le cerveau, le foie, le pancréas, etc.

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Le processus par lequel le cancer se développe et se propage semblerait indiquer qu’il existe un moyen par lequel les cellules sont capables de se détecter et de graviter ensemble pour former une tumeur. Cependant, les chercheurs en biomédecine savent que les forces mécaniques sont le seul moyen pour les cellules cancéreuses de se détecter mutuellement, et que ces forces ont évolué pour fonctionner dans un environnement soumis à la gravité.

Plonger les cellules cancéreuses en microgravité pour bloquer leur évolution

Cela a incité Chou à réfléchir aux moyens par lesquels l’absence de gravité pourrait empêcher les cellules cancéreuses de se diviser et de se propager. Lui et son équipe ont testé les effets de la microgravité sur les cellules cancéreuses dans leur laboratoire. Pour ce faire, l’un de ses étudiants a créé un dispositif qui consiste essentiellement en un récipient de la taille d’une boîte de mouchoirs avec une petite centrifugeuse à l’intérieur.

centrifugeuse microgravite
Les chercheurs ont utilisé une centrifugeuse à bras rotatifs pour recréer des conditions de microgravité. Crédits : Sascha Kopp et al.

Les cellules de différents cancers sont contenues dans une série de tubes à l’intérieur de la centrifugeuse, qui les fait ensuite pivoter jusqu’à ce qu’elles éprouvent la sensation de microgravité. Comme Chou l’a indiqué, les résultats ont été plutôt encourageants. « Nos travaux ont montré que, placées dans un environnement de microgravité, 80 à 90% des cellules des quatre types de cancer testés – ovaire, sein, nez et poumon – étaient désactivées puis tuées ».

cellules microgravite
a) Sous l’effet de la microgravité, les cellules du cancer de la thyroïde sont obligées de réorganiser leur cytosquelette. b) Culture de cellules cancéreuses en condition normale ; le tissu cancéreux formé est dense. c) Culture de cellules cancéreuses en microgravité ; le tissu cancéreux formé est lâche, poreux et faiblement lié. Crédits : Sascha Kopp et al.

Lorsqu’elles étaient soumises à des conditions de microgravité, les cellules cancéreuses étaient incapables de se détecter et avaient donc beaucoup de mal à se rassembler.

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Vers une confirmation in situ des résultats… Et le développement de nouvelles thérapies anticancéreuses

La prochaine étape, qui aura lieu au début de l’année prochaine, consistera pour l’équipe à envoyer son expérience dans l’ISS à bord d’un module spatial spécialement conçu à cet effet (SpaceX fournira des services de lancement). Chou et ses collègues passeront la durée de l’expérience (sept jours) sur le terrain, où ils suivront l’avancement de l’expérience et procéderont à une imagerie des cellules vivantes via des sources de données.

cellules iss
Joshua Chou, tenant le prototype expérimental qui sera envoyé dans l’ISS l’année prochaine. Crédits : Sissy Reyes

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Une fois l’expérience terminée, les cellules seront congelées en vue de leur voyage de retour sur Terre. Chou et ses collègues les examineront ensuite pour rechercher des modifications génétiques. Si les résultats à bord de l’ISS confirment ce que Chou et son équipe ont découvert au laboratoire, il espère qu’ils seront en mesure de développer de nouveaux traitements pouvant avoir le même effet que la microgravité et neutraliser la capacité des cellules cancéreuses à se détecter.

Idéalement, ces traitements ne constitueraient pas un traitement curatif mais pourraient compléter les schémas thérapeutiques anticancéreux existants. Combinés aux médicaments et à la chimiothérapie, les traitements issus de cette recherche ralentiraient efficacement la propagation du cancer dans le corps humain, rendant ainsi les traitements conventionnels plus efficaces et de courte durée (et moins coûteux également).

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Sources : University of Sidney

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