La radiothérapie est un traitement anticancéreux dont le principe est de détruire les cellules cancéreuses en les irradiant. Elle peut être améliorée grâce à des méthodes de « radiosensibilisation » qui consistent à introduire des produits chimiques ou des nanoparticules dans les tumeurs afin d'augmenter les dégâts infligés aux cellules.
Certaines nanoparticules métalliques (or, platine, hafnium et gadolinium) sont de plus en plus étudiées comme agents de radiosensibilisation mais les mécanismes cellulaires qui régissent leur internalisation restent mal compris. Une équipe de recherche de l'institut Jacob a apporté de nouveaux résultats qui permettent de mieux comprendre le phénomène : en comparant l'absorption de nanoparticules d'or et de dioxyde de titane (TiO2) dans plusieurs lignées de cancer du sein de phénotypes différents, ils ont montré que l'internalisation de ces nanoparticules métalliques dans les cellules pouvait dépendre de l'axe acide hyaluronique–CD44.
Des mécanismes cellulaires qui favorisent l'internalisation des nanoparticules
L'étude, parue dans la revue ACS Nano, apporte plusieurs résultats :
- Les cellules mésenchymateuses (cellules moins différenciées, plus mobiles et aggressives dans le cancer) internalisent systématiquement plus de nanoparticules que les cellules épithéliales (celles qui forment le tissu épithélium et souvent les tumeurs primaires), et ce quel que soit le type ou la taille des nanoparticules testées ;
- Des modèles in vitro confirment que le passage à l'état mésenchymateux accroit significativement l'endocytose des nanoparticules, c'est-à-dire leur transport vers l'intérieur de la cellule.
- Une analyse transcriptomique a identifié plus de 500 gènes différentiellement exprimés, avec une signature mésenchymateuse fortement associée à l'organisation de la matrice extracellulaire. Parmi eux, le gène HAS2.
- HAS2 (hyaluronan synthase 2) est fortement surexprimé dans les cellules mésenchymateuses, augmentant la production d'acide hyaluronique (HA) ;
- Le récepteur CD44s, abondant dans les cellules mésenchymateuses, joue un rôle direct dans l'endocytose des nanoparticules : son inhibition ou la dégradation de l'HA réduisent drastiquement l'absorption ;
- Ces observations sont généralisées à un panel élargi de lignées tumorales, confirmant que l'axe HA-CD44 constitue une voie d'entrée privilégiée pour les nanoparticules dans les cellules de cancers du sein à phénotype mésenchymateux.
Ces résultats mettent en lumière un mécanisme cellulaire clé qui pourrait être exploité pour cibler spécifiquement les cellules tumorales les plus agressives et résistantes aux traitements, ouvrant la voie à des approches de radiothérapie plus sélectives et efficaces.