Les particules fines inhalées (ici en rouge) tirent les ficelles du collagène pour perturber la défense immunitaire chez les souris porteuses de cellules cancéreuses du poumon. Cette activité retarde le mouvement des cellules T cytotoxiques (en violet) qui migrent vers les cellules cancéreuses (en vert) pour les détruire. Crédit : Wang et al. (CC BY 4.0)
Les résultats de la recherche mettent en évidence une nouvelle cible potentielle pour prévenir les maladies pulmonaires causées par la pollution atmosphérique.
Selon un article publié dans la revue eLife le 19 avril 2022, les scientifiques ont découvert un mécanisme qui explique comment de petites particules de pollution atmosphérique peuvent induire le cancer du poumon.
Cette découverte pourrait ouvrir la voie à de nouvelles techniques pour prévenir ou traiter les altérations pulmonaires précoces qui conduisent à la maladie.
Les minuscules particules fines inhalables présentes dans les polluants atmosphériques ont été reconnues comme cancérigènes du groupe 1 et comme une menace importante pour la santé mondiale. Cependant, le mécanisme cancérigène des particules fines n’est toujours pas clair.
“Malgré son potentiel à provoquer des mutations, des recherches récentes suggèrent que le MPF ne favorise pas directement – et pourrait même inhiber – la croissance des cellules cancéreuses du poumon”, explique le premier auteur, Zhenzhen Wang, chercheur associé à l’Université de Nanjing (NJU), Nanjing, Chine, qui a réalisé l’étude entre les laboratoires de la NJU et de l’Université de Macao, où elle a été parrainée par une bourse de l’Université de Macao. “Cela suggère que le MPF pourrait conduire au cancer par des moyens indirects qui favorisent la croissance des tumeurs. Par exemple, certaines études suggèrent que le FPM peut empêcher les cellules immunitaires de se déplacer là où elles sont nécessaires.”
Pour explorer cette possibilité, Wang et son équipe ont collecté du MPF dans sept endroits en Chine et ont étudié ses effets sur les principales cellules immunitaires qui se défendent contre la croissance des tumeurs – appelées cellules T cytotoxiques (CTL). Chez les souris auxquelles on a administré des cellules cancéreuses du poumon qui n’ont pas été exposées au FPM, les CTL ont été recrutés dans le poumon pour détruire les cellules tumorales. En revanche, chez les souris dont les poumons ont été exposés au FPM, l’infiltration des CTL a été retardée, ce qui a potentiellement permis aux cellules tumorales de s’établir dans le tissu pulmonaire.
Pour comprendre pourquoi les CTL ne pénétraient pas aussi rapidement dans les poumons exposés au FPM, l’équipe a étudié à la fois les CTL eux-mêmes et la structure du tissu pulmonaire. Ils ont constaté que les CTL exposés au FPM conservaient leur capacité de migration, mais que l’exposition au FPM comprimait considérablement la structure du tissu pulmonaire et les espaces entre lesquels les cellules immunitaires se déplacent. Les niveaux de collagène – une protéine qui fournit un support biomécanique aux cellules et aux tissus – étaient également beaucoup plus élevés. Lorsque l’équipe a étudié le mouvement des CTL chez les souris, dans le tissu pulmonaire exposé au FPM, les CTL avaient du mal à se déplacer, alors que ceux du tissu non traité étaient capables de se déplacer librement.
Une analyse plus poussée du tissu a montré que les changements structurels étaient dus à l’augmentation d’un sous-type de collagène appelé collagène IV, mais l’équipe ne savait toujours pas comment le FPM déclenchait ce phénomène. Ils ont trouvé la réponse en examinant de plus près les modifications structurelles du collagène IV et l’enzyme responsable de ces modifications, appelée peroxidasine. Cette enzyme est à l’origine d’un type spécifique de réticulation que l’exposition au MPF a provoqué et aggravé dans le tissu pulmonaire.
“La découverte la plus surprenante a été le mécanisme par lequel ce processus s’est produit”, dit Wang. ” L’enzyme peroxidasine s’est collée au FPM dans le poumon, ce qui a augmenté son activité. Pris ensemble, cela signifie que, quel que soit l’endroit où le FPM atterrit dans le poumon, l’augmentation de l’activité de la peroxidasine entraîne des changements structurels dans le tissu pulmonaire qui peuvent maintenir les cellules immunitaires à l’extérieur et loin des cellules tumorales en croissance.”
“Notre étude révèle un mécanisme totalement nouveau par lequel les particules fines inhalées favorisent le développement des tumeurs pulmonaires”, conclut l’auteur principal Lei Dong, professeur à l’École des sciences de la vie de l’Université de Nanjing. “Nous apportons des preuves directes que les protéines qui adhèrent aux particules fines peuvent provoquer un effet important et néfaste, donnant lieu à une activité pathogène. Notre découverte que la peroxidasine est le médiateur de cet effet dans le tissu pulmonaire l’identifie comme une cible spécifique et inattendue pour prévenir les maladies pulmonaires causées par la pollution atmosphérique.”
Référence : “Les particules de pollution atmosphérique détournent la peroxidasine pour perturber l’immunosurveillance et favoriser le cancer du poumon” par Zhenzhen Wang, Ziyu Zhai, Chunyu Chen, Xuejiao Tian, Zhen Xing, Panfei Xing, Yushun Yang, Junfeng Zhang, Chunming Wang et Lei Dong, 19 avril 2022, eLife.
DOI : 10.7554/eLife.75345
