Le moment choisi pour la radiothérapie contre le cancer pourrait minimiser la perte de cheveux, selon les chercheurs

Le moment choisi pour la radiothérapie contre le cancer pourrait minimiser la perte de cheveux, selon les chercheurs

La découverte de l'horloge circadienne dans les cheveux des souris révèle la période pendant laquelle les dommages causés par la radiothérapie peuvent être rapidement réparés, gardant les cheveux intacts

LA JOLLA, CA — En découvrant que les poils de souris ont une horloge circadienne – un cycle de croissance de 24 heures suivi d'une réparation réparatrice – les chercheurs soupçonnent que la perte de cheveux chez les humains due à la radiothérapie et à la chimiothérapie toxiques contre le cancer pourrait être minimisée si ces traitements sont administrés tard dans la journée.

L'étude, qui apparaît dans la première édition en ligne du Actes de l'Académie nationale des sciences (PNAS) a découvert que les souris perdaient 85 % de leurs cheveux si elles recevaient une radiothérapie le matin, contre 17 % lorsque le traitement avait lieu le soir.

Des chercheurs du Salk Institute for Biological Studies, de l'Université de Californie du Sud (USC) et de l'Université de Californie à Irvine (UCI), ont déterminé le rythme précis de l'horloge circadienne capillaire et ont également découvert la biologie qui se cache derrière ce mécanisme : les molécules qui indiquent aux cheveux quand pousser et quand réparer les dommages. Ils ont ensuite testé cette horloge par radiothérapie.

« Ces résultats sont particulièrement prometteurs car ils constituent une avancée significative vers le développement de nouveaux protocoles de radiothérapie qui minimisent les effets secondaires négatifs sur les tissus sains, comme les cheveux ou la moelle osseuse, tout en maintenant les effets souhaités sur les cellules cancéreuses », déclare Maksim Plikus, professeur adjoint de biologie du développement et cellulaire à l'UCI et premier auteur de l'étude. « Nous allons maintenant appliquer nos résultats à la conception de nouvelles approches thérapeutiques anticancéreuses basées sur le rythme circadien. »

Satchin Panda et Amandine Chaix, chercheurs du Salk.

Images : avec l'aimable autorisation du Salk Institute for Biological Studies

Les scientifiques ne peuvent pas affirmer que leurs résultats seront directement transposables au traitement du cancer humain, car ils n'ont pas encore étudié cette possibilité. Cependant, ils affirment qu'il devient de plus en plus évident que les organes et les tissus du corps possèdent leurs propres horloges circadiennes qui, une fois comprises, pourraient être utilisées pour optimiser le traitement médicamenteux.

« Il y a des horloges partout dans le corps – des horloges qui ont leur propre rythme unique qui, selon nous, n'ont pas grand-chose à voir avec l'horloge centrale de notre cerveau », explique le co-chercheur principal de l'étude, Panda Satchidananda, professeur associé à Salk's Laboratoire de biologie réglementaire et un expert du rythme circadien.

« Cela suggère qu'administrer un médicament à un organe alors qu'il est largement inactif n'est pas une bonne idée. On pourrait endommager davantage l'organe que lorsqu'il est éveillé, en train de se réparer et de se restaurer », explique Panda. « Si l'on sait quand un organe se régénère, on pourrait administrer des doses plus puissantes d'un médicament ou d'une thérapie. Cela pourrait offrir de meilleurs résultats tout en minimisant les effets secondaires. »

Panda utilise des approches génétiques, génomiques et biochimiques pour identifier les gènes soumis à une régulation circadienne dans différents organes et comprendre le mécanisme de cette régulation. Plikus de l'UCI et Cheng-Ming Chuong, professeur de pathologie à la Keck School of Medicine de l'USC et co-chercheur principal de l'étude, sont des experts en régénération capillaire.

Ces chercheurs et leurs collègues ont collaboré pour découvrir puis décrypter l'horloge circadienne des poils de souris. Ce fut une étude longue et difficile, explique Chuong.

« Le cheveu est un organe très complexe, composé de différents types de cellules traversant différentes étapes de leur cycle de vie dans un espace très réduit », explique Chuong. « Nous avons constaté que les cheveux des souris poussent rapidement le matin et ralentissent le soir, ce qui déclenche une horloge biologique très puissante. »

Chaque fois que les cellules ciliées se divisent, elles subissent des dommages à l'ADN qui doivent être réparés. Les scientifiques ont découvert que les cellules ciliées des souris réparent ces dommages principalement le soir. Ce processus est comparable à celui d'un lave-vaisselle, explique Panda. « La plupart d'entre nous font tourner le lave-vaisselle après avoir accumulé beaucoup de vaisselle sale ; nous ne le faisons pas fonctionner à chaque fois qu'une assiette est sale. Il en va de même pour les cellules. Elles nettoient – réparent leur ADN – à un moment donné chaque jour », explique Panda.

La radiothérapie endommage l'ADN des cellules à division rapide, raison pour laquelle elle est utilisée contre les cellules cancéreuses en croissance. Cela signifie que les dommages à l'ADN causés aux cellules ciliées par la radiothérapie administrée le matin ne sont réparés que le soir, entraînant une chute de cheveux. En revanche, les dommages causés par la radiothérapie nocturne sont minimisés car les cellules ciliées, déjà en cours de réparation de l'ADN, peuvent cicatriser rapidement.

« Bien que nous ne sachions pas encore si les cheveux humains suivent la même horloge que celle observée chez les souris, il est vrai que les poils du visage des hommes poussent pendant la journée, ce qui donne la fameuse barbe de 5 heures. Il n'y a pas de barbe de 5 heures du matin si vous vous rasez le soir », explique Panda.

Les chercheurs ont découvert que les cellules cancéreuses n’ont pas d’horloge circadienne, car elles se divisent en permanence.
« Cela signifie que le traitement du cancer n'a pas besoin d'être chronométré pour être plus efficace », ajoute Panda. « Le timing vise à minimiser les dommages collatéraux causés aux cellules normales affectées par ces traitements. »

Les scientifiques savent avec certitude que d’autres organes, comme le foie, utilisent une horloge circadienne, et ils soupçonnent que tous les tissus humains sont régulés de la même manière, bien que les horloges puissent être synchronisées différemment.

« Cette cacophonie d'horloges internes a de nombreuses implications cliniques, au-delà du simple timing du traitement médicamenteux », explique Panda. « Par exemple, certains chercheurs soupçonnent que l'obésité et le diabète surviennent lorsqu'un ou plusieurs organes – comme le foie, l'estomac ou le pancréas – devraient dormir, mais sont réveillés par des aliments à transformer. »

« Ces horloges locales jouent un rôle bien plus important que l'horloge centrale du cerveau, qui régule principalement le sommeil », explique-t-il. « Ce domaine de recherche est passionnant et pourrait, un jour, contribuer à la santé humaine. »

Les autres auteurs contributeurs sont Christopher Vollmers et Amandine Chaix de Salk, Damon de la Cruz de l'USC et Raul Ramos de l'UCI.

L'étude a été financée par des subventions du National Institutes of Health (AR 42177, AR47364, DK091618, P30 CA014195), La Fiducie caritative Leona M. et Harry B. Helmsley, le Fondation Dana, le Fondation Glenn pour la recherche médicale et la Fondation Edward Mallinckrodt Jr.Les auteurs ne déclarent aucun conflit d’intérêt.

À propos du Salk Institute for Biological Studies :
Le Salk Institute for Biological Studies est l'un des principaux instituts de recherche fondamentale au monde. Des professeurs de renommée internationale y explorent des questions fondamentales des sciences de la vie dans un environnement unique, collaboratif et créatif. Axés à la fois sur la découverte et sur l'encadrement des futures générations de chercheurs, les scientifiques du Salk contribuent de manière révolutionnaire à notre compréhension du cancer, du vieillissement, de la maladie d'Alzheimer, du diabète et des maladies infectieuses en étudiant les neurosciences, la génétique, la biologie cellulaire et végétale, et les disciplines connexes.

Les réalisations de ses professeurs ont été récompensées par de nombreuses distinctions, dont des prix Nobel et des adhésions à l'Académie nationale des sciences. Fondé en 1960 par le Dr Jonas Salk, pionnier du vaccin contre la polio, l'Institut est une organisation indépendante à but non lucratif et un monument architectural.