Quand deux personnes se téléphonent, elles échangent très facilement des informations en utilisant un protocole strict et préétabli de communication qui comporte un support physique (le réseau téléphonique ou l'Internet) et une partie logicielle.
C'est exactement ce concept de la communication téléphonique qu'est parvenue à reproduire une équipe de recherche du fameux Institut Fédéral de Technologie de Zurich (ETH), dirigée par Martin Fussenegger et Jörg Stelling, deux chercheurs spécialistes en génie des biosystèmes. Les chercheurs sont parvenus, pour la première fois, à programmer des cellules de mammifères de manière à ce qu'elles puissent échanger, sur un mode bidirectionnel, des signaux chimiques entre elles et communiquer exactement comme si elles se "téléphonaient".
Comme le souligne Martin Fussenegger, "Nous avons conçu un système synthétique de communication qui est vraiment cellulaire dans toute l'acception du terme." Il s'agit bien d'une avancée majeure car jusqu'à présent les biologistes avaient conçu des systèmes de communication qui ne fonctionnaient que pour des cellules d'organismes rudimentaires, comme des bactéries ou des levures. Cette fois, les chercheurs ont accompli un véritable saut en complexité en faisant communiquer entre elles des cellules de mammifères.
Le "téléphone cellulaire" suisse fonctionne sur le modèle du téléphone que nous utilisons tous les jours. Il utilise un dispositif d'émission de signaux, un système de réception de ces signaux et un protocole de conversion et d'acheminement de ces signaux. Pour mettre au point leur procédé, les chercheurs suisses ont utilisé des cellules de rein embryonnaire humain, baptisées HEK.
Les chercheurs ont notamment utilisé de l'indol, un composé organique aromatique qui entre dans la composition des parfums et qu'on trouve dans un grand nombre de composés organiques et acides aminés, comme le tryptophane.
Le processus commence précisément par la production, par la cellule émettrice, de cet acide aminé, le L-tryptophane. Celui-ci va alors se fixer sur la cellule réceptrice qui le reconnaît et traite le signal reçu. Cette cellule réceptrice, en réponse au L-tryptophane, produit à son tour de l'acétaldéhyde qui est renvoyée à l'émetteur et traitée comme signal et la boucle est bouclée ! Au terme de la réaction biochimique, lorsqu'un certain niveau d'acétaldéhyde est atteinte ou que l'indol est consommé, la cellule émettrice cesse de produire du L-tryptophane et la "communication téléphonique" cesse d'elle même.
La maîtrise de la communication bidirectionnelle entre les différents types de cellules humaines constitue un enjeu scientifique et médical majeur car de très nombreuses pathologies proviennent d'une perturbation ou d'un dérèglement de ce système de communication biochimique bidirectionnelle intercellulaire.
Ce système est notamment impliqué dans les processus inflammatoires, la régulation du taux de sucre et la croissance du système vasculaire. C'est dans ce dernier domaine que les perspectives thérapeutiques sont sans doute les plus importantes car, pour survivre et croître, les tumeurs ont besoins d'être approvisionnées en énergie et nutriments et cette alimentation passe par la formation de nouveaux vaisseaux sanguins.
En temps normal, lorsqu'un vaisseau sanguin a terminé sa croissance dans notre organisme, il émet un signal spécifique qui va bloquer la perméabilité des cellules endothéliales et stopper son mécanisme de croissance. Les chercheurs suisses sont parvenus à reproduire ce mécanisme de communication à l'aide d'une culture cellulaire. Ils ont conçu un "émetteur" et un "récepteur" dans un ensemble de cellules endothéliales recouvrant les parois des vaisseaux sanguins. Ils ont alors pu montrer qu'il était possible de mettre en oeuvre, en réponse à l'envoi d'un signal porté par l'acétaldéhyde, un mécanisme de production de Ang1, une molécule qui va venir bloquer la perméabilité des cellules endothéliales et donc stopper la croissance des vaisseaux sanguins et le mécanisme lié au facteur de croissance vasculaire endothélial ou mécanisme VEGF (.Vascular endothelial growth factor).
Or, on sait depuis un vingtaine d'années que ce mécanisme de croissance vasculaire VEGF joue un rôle majeur dans le développement des tumeurs et des métastases et qu'il est possible, à l'aide de certaines molécules qui ont permis la mise au point d'une nouvelle classe de médicament anti-cancéreux, de bloquer dans certains cas cette croissance vasculaire et d'assécher la tumeur qui va alors dépérir.
Si l'on parvient à utiliser toutes les potentialités de ce «téléphone cellulaire», on disposera, selon les chercheurs suisses, d'un moyen très puissant et très efficace de bloquer la formation de nouveaux vaisseaux sanguins et sans doute d'empêcher le développement et la dissémination des cancers dans l'organisme.
Article rédigé par Mark FURNESS pour RTFlash
