Le cuivre renforce la croissance des tumeurs

De nombreuses pathologies, comme le cancer, sont associées à un déséquilibre en cuivre. Des chercheurs de l’EPFL ont montré qu’un apport en eau potable comportant le niveau maximum de cuivre autorisé dans les réseaux publics accélère la croissance de tumeurs chez des souris. Au contraire, une réduction de ce métal ralentit la croissance tumorale. Cette étude, publiée dans PNAS, suggère qu’il pourrait en être de même pour l’homme.

Le cuivre joue un rôle essentiel dans la croissance cellulaire. Pour se multiplier, les cellules ont besoin d’énergie, qu’elles produisent et emmagasinent sous la forme d’une molécule appelée «ATP». Qu’elles soient saines ou cancéreuses, les cellules produisent de l’énergie de deux manières différentes: la respiration, qui nécessite de l’oxygène, et la glycolyse, qui n’en a pas besoin. La respiration est le moyen le plus efficace de produire de l’énergie sous forme d’ATP. Ce processus implique une enzyme qui, précisément, nécessite du cuivre pour s’activer.

Dans une étude dirigée par Douglas Hanahan, chercheur à l’EPFL et titulaire de la chaire Merck Serono en oncologie, des scientifiques ont voulu examiner le rôle du cuivre dans le cancer. Pour cela, ils ont utilisé des souris génétiquement modifiées, porteuses de tumeurs du pancréas. «Les cancers, contrairement aux tissus sains, sont particulièrement sensibles aux changements des niveaux de cuivre, explique Seiko Ishida, auteure principale. Cette observation assez déconcertante nous a incités à investiguer le problème.»

Leur travail fournit des preuves directes que le cuivre peut augmenter la multiplication des cellules cancéreuses. «Notre plus grande surprise a été de constater qu’en ajoutant une faible quantité de cuivre à l’eau potable, nous accélérions le développement des tumeurs, raconte Seiko Ishida. Cela montre clairement que le cuivre est une substance nutritive essentielle pour les cellules cancéreuses.»

Associés à Johan Auwerx, également à l’EPFL, les chercheurs ont pu montrer qu’un moindre apport en cuivre entravait l’activité de l’enzyme impliquée dans la respiration cellulaire des tumeurs. Les scanners montraient que les tumeurs en manque de cuivre absorbaient d’avantage de glucose : en quelque sorte, les cellules cancéreuses tentaient de compenser leur déficit énergétique en utilisant la glycolyse plutôt que la respiration. Pour autant, les niveaux d’ATP restaient en-dessous du stade initial, et les tumeurs ne se développaient pas davantage.

Par contre, les chercheurs ne pensent pas que le cuivre puisse causer des cancers. Des souris en bonne santé, exposées deux ans au même niveau de cuivre dans l’eau potable, n’ont pas présenté une incidence accrue de la maladie.

Les auteurs suggèrent que l’on pourrait contrôler les apports de cuivre chez les patients atteints d’un cancer. Ils pensent qu’un niveau moindre du métal dans l’organisme des malades pourrait renforcer la thérapie, particulièrement lorsqu’il est associé à des médicaments qui bloquent la glycolyse. En limitant les deux moyens principaux grâce auxquels les cellules malignes produisent de l’énergie sous forme d’ATP – soit la glycolyse et la respiration – il pourrait être possible d’affamer les cellules cancéreuses.

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Cette étude dirigée par l’EPFL, qui a débuté à l’University of California à San Francisco en 2009, a été menée en partenariat avec l'Institut suisse de recherche expérimentale sur le cancer (ISREC) et le Laboratoire de physiologie intégrative et systémique, l’Institut interfacultaire de bio-ingénierie, la Faculté des sciences de la vie, le Laboratoire d’imagerie biomédicale et l’Institut de physique des systèmes biologiques, à l’École Polytechnique Fédérale de Lausanne.