L'utilisation de l'immunologie dans le traitement du cancer a commencé au 19ème siècle. Le chirurgien William Coley a décrit comment l'injection de bactéries mortes dans la masse tumorale peut réduire la taille de la tumeur.

Le système immunitaire face au cancer

Dans le cas d'une infection, la bactérie représente un corps étranger, un antigène. Le système immunitaire après avoir identifié cet antigène va synthétiser des anticorps capables de neutraliser la bactérie. Dans d'autres circonstances comme l'infection tuberculeuse, le système immunitaire réagit par la création de cellules spécifiques capables de lutter contre l'intrusion.

Le système immunitaire est un ensemble d'organes, de cellules spéciales, et de substances qui aident à protéger l'organisme contre les infections et les maladies. Le système immunitaire conserve la trace de toutes les substances présentes dans le corps. Une nouvelle substance inconnue déclenche une alarme, et provoque le système immunitaire. En cas d'infection, les germes contiennent des substances comme les protéines que le système immunitaire considère comme " étrangers ". La réponse immunitaire peut détruire tout ce qui contient la substance étrangère, comme les germes ou les cellules cancéreuses.

Le système immunitaire a plus de difficulté à cibler les cellules cancéreuses, car le cancer se déclare dans des cellules normales qui se modifient et commencent à se développer sans contrôle. Le système immunitaire ne reconnaît pas toujours les cellules cancéreuses comme " étrangères ".
Parfois, le système immunitaire développe ses propres cancers comme dans le cas des lymphomes. Dans d'autres cas, le système immunitaire reconnaît les cellules cancéreuses, mais la réponse ne suffit pas à limiter le cancer.

Après la transformation d'une cellule bénigne en cellules tumorales, l'organisme réagit pour en utilisant de nombreux éléments cellulaires :
- Les lymphocytes T8 : ces cellules sont présentes dans les tissus. Après l'identification des antigènes présents à la surface de la cellule tumorale, les cellules T se multiplient et sécrètent des substances chimiques dans l'espoir de neutraliser l'antigène.
Les lymphocytes Natural killer (ou NK) sont des cellules lymphocytaires qui réagissent en réponse à la réaction des cellules lymphocytaires T8 sans contact direct avec l'antigène.
- D'autres cellules comme les lymphocytes CD25, ou les lymphocytes CD4 vont participer à la réaction immunologique en sécrétant des substances chimiques comme l'interleukine.
- Les cellules macrophages sont présentes dans les tissus, et capables de phagocyter les antigènes et de les neutraliser en utilisant des substances chimiques comme l'interféron, comme l'interleukine, ou les cytokines.
Il s'agit d'une présentation simplifiée. La réponse immunitaire est une chaîne complexe de réactions, de régulation, de stimulations et d'inhibition gouvernée par venir un système hiérarchique.

L'immunothérapie du cancer

L'immunothérapie est un traitement qui se sert de certaines parties du système immunitaire d'une personne pour lutter contre des maladies telles que le cancer. Cela peut se faire en deux façons :
* Stimuler le système immunitaire pour lutter plus efficacement contre les cellules cancéreuses
* Fournir au système immunitaire certains produits actifs comme les protéines du système immunitaire ou les anticorps
Au cours des dernières décennies, l'immunothérapie est devenue une partie importante du traitement de certains types de cancer.

Types d'immunothérapie du cancer

Les principaux types d'immunothérapie utilisés pour traiter le cancer sont :
* Immunothérapie non spécifique : Ces traitements stimulent le système immunitaire d'une manière générale.
* Les inhibiteurs du point de contrôle immunitaire : Ces médicaments agissent sur les " freins " du système immunitaire, et aident à reconnaître les cellules cancéreuses et à les attaquer.
* Les anticorps monoclonaux : ces versions artificielles de protéines immunitaires peuvent être conçues pour attaquer une partie spécifique d'une cellule cancéreuse.
* Les vaccins anticancéreux : Les vaccins stimulent une réponse immunitaire contre certaines maladies. Certains vaccins peuvent aider prévenir ou traiter le cancer.

Immunothérapies non spécifiques

L'immunothérapie non spécifique ne cible pas spécifiquement les cellules cancéreuses. Elle stimule le système immunitaire d'une façon générale pour entraîner une meilleure réponse immunitaire contre les cellules cancéreuses.
Certaines immunothérapies non spécifiques sont données pour elles-mêmes comme traitement du cancer. D'autres sont utilisées en complément d'un traitement principal pour en améliorer l'efficacité.

Les cytokines
Les cytokines sont des produits chimiques fabriqués par certaines cellules du système immunitaire. Ces produits sont essentiels pour contrôler la croissance et l'activité des autres cellules du système immunitaire et les cellules sanguines.
Les cytokines les plus présentes sont :

- Les Interleukines
Les interleukines sont un groupe de cytokines qui agissent en tant que signaux chimiques entre les globules blancs.
L' interleukine-2 (IL-2) aide les cellules du système immunitaire à croitre et se diviser plus rapidement. Une version artificielle de l' IL-2 est approuvée pour le traitement avancé du cancer du rein métastatique et du mélanome .
IL-2 peut être utilisé comme un médicament pour le traitement de ces cancers, ou peut être combiné avec une chimiothérapie ou avec d'autres cytokines telles que l'interféron alpha. L'utilisation de l'IL-2 avec ces traitements pourrait les aider à rendre plus efficaces, mais augmentent également les effets secondaires du traitement combiné.

- Interférons
Les interférons sont des produits chimiques qui aident le corps à résister aux infections virales et aux cancers.
Seul IFN-alpha est utilisé pour traiter le cancer pour renforcer la capacité de certaines cellules immunitaires à attaquer les cellules cancéreuses et à ralentir la croissance des cellules cancéreuses.
IFN-alpha peut être utilisé pour traiter certains cancers : leucémie à tricholeucocytes, leucémie myéloïde chronique, lymphome folliculaire, lymphome T de la peau, cancer du rein, et mélanome.

- Bacille Calmette-Guérin
Bacilles Calmette-Guérin (BCG) : il s'agit du fameux vaccin BCG capable d'alléger le risque d'une atteinte tuberculeuse. Ces bacilles sont capables de stimuler l'immunité cellulaire. Les bacilles de Calmette Guérin sont utilisés dans le traitement du cancer superficiel de la vessie, avec succès.
BCG peut également être utilisé pour traiter certains cancers de la peau comme le mélanome l'injectant directement dans les tumeurs.

Les inhibiteurs du point de contrôle immunitaire
Ces médicaments ciblent les molécules comme PD-1, PD-L1, et CTLA-4, contrôlent le système immunitaire. Les médicaments stimulent la réponse immunitaire.
Médicaments qui ciblent PD-1 ou PD-L1
PD-1 est une protéine de contrôle des lymphocytes T. Les anticorps monoclonaux qui ciblent soit PD-1 ou PD-L1 peuvent stimuler la réponse immunitaire contre les cellules cancéreuses.
Les inhibiteurs de PD-1, comme Pembrolizumab (Keytruda), Nivolumab (Opdivo) sont utiles dans le traitement du mélanome, cancer du poumon, cancer du rein, cancer de la vessie, cancers de tête et du cou, et le lymphome
Inhibiteurs PD-L1 comme Atezolizumab (Tecentriq), Avelumab (Bavencio), Durvalumab (Imfinzi) sont utiles dans le traitement du cancer de la vessie, le cancer du poumon et le carcinome à cellules de Merkel

Médicaments qui ciblent les CTLA-4
CTLA-4 est une protéine présente sur certaines cellules T. Ces substances découvertes en 1887 sont impliquées dans l'activation des cellules T. Les anticorps anti CTLA-4 (comme ipilimumab) furent les premiers inhibiteurs utilisés en cancérologie dans le traitement du mélanome malin, comme alternative à l'utilisation de l'interféron. Ce médicament est utilisé pour traiter le mélanome de la peau.
Tremelimumab, est un autre médicament capable d'inhiber le CTLA-4. Il est utilisé dans le traitement du mélanome malin.
D'autres substances impliquées dans la réponse immunitaire sont étudiées comme TIM-3, LAG3, CD137, CD134, le CD357, CD40, CD28.

Les récepteurs de l'antigène chimère (CAR) modification des cellules T
Certaines cellules comme les lymphocytes T, ont leurs propres protéines (appelées récepteurs) qui se fixent à des antigènes étrangers et contribuent à déclencher d'autres parties du système immunitaire. Les cellules cancéreuses ont aussi des antigènes, mais le système immunitaire a plus de difficulté à savoir que les cellules cancéreuses sont étrangères.
Les cellules T utilisées sont de cellules T modifiées pour repérer les cellules cancéreuses spécifiques en ajoutant un récepteur artificiel (appelé récepteur de l'antigène chimérique ou CAR) pour identifier les antigènes des cellules cancéreuses spécifiques. Par exemple, certains types de leucémie ou de lymphome ont un antigène à l'extérieur des cellules cancéreuses appelées CD19. Les Cellules CAR T vont se connecter à l'antigène CD19. Ce traitement est efficace dans la leucémie aiguë lymphoblastique et les lymphomes à grandes de cellules B. Cette technique a montré des résultats encourageants dans les essais cliniques contre ces cancers.

Les anticorps monoclonaux pour le traitement du cancer

Le système immunitaire neutralise les substances étrangères en synthétisant un grand nombre d'anticorps. Un anticorps est une protéine qui colle à une protéine spécifique nommée antigène. Une fois fixé, il peut recruter d'autres parties du système immunitaire pour détruire les cellules contenant l'antigène.
Les anticorps monoclonaux (MAB) sont utilisés pour traiter de nombreuses maladies, y compris certains types de cancer. Différents types d'anticorps monoclonaux sont utilisés dans le traitement du cancer.

- anticorps monoclonaux nus
Les Mab nus sont des anticorps qui fonctionnent par eux-mêmes. C'est le type d'anticorps monoclonaux le plus couramment utilisé pour traiter le cancer.
Ces anticorps monoclonaux nus se fixent les antigènes des cellules cancéreuses, ce qui permet au système immunitaire de faire le reste du travail.
Les Mabs nus peuvent fonctionner de différentes façons en stimulant la réponse immunitaire comme l'alemtuzumab (Campath) utilisé pour traiter certains patients atteints de leucémie lymphocytaire chronique (CLL). Il se lie à l'antigène CD52, qui se trouve sur les cellules de la leucémie). Une fois fixé, l'anticorps attire les cellules immunitaires qui détruisent ces cellules repérées.
D'autres anticorps monoclonaux nus stimulent la réponse immunitaire en ciblant les points de contrôle du système immunitaire.

- anticorps monoclonaux conjugués
Les anticorps monoclonaux conjugués sont des anticorps monoclonaux reliés à un médicament de chimiothérapie ou à une particule radioactive. L'anticorps se dirige spécifiquement vers la cellule cancéreuse où il délivre la substance toxique.
D'autres anticorps conjugués sont associés à de particules radioactives, comme l'ibritumomab tiuxétan (Zevalin(r)) qui se dirige vers les lymphocytes munis de l'antigène CD20. Cet anticorps fait partie importante de l'arsenal thérapeutique contre les lymphomes de type B.
Les anticorps monoclonaux conjugués avec chimiothérapie fixent sur la cellule tumorale la substance médicamenteuse nécessaire. C'est le cas de Brentuximab vedotin (Adcetris), un anticorps qui cible l'antigène CD30 des lymphocytes comme dans le traitement de la maladie de Hodgkin et des lymphomes anaplasiques.
L'anticorps Ado-trastuzumab emtansine (Kadcyla ou TDM-1), un anticorps qui cible la protéine HER2, attachée à un médicament chimio pour traiter certains cancers mammaires.

Anticorps monoclonaux bispécifiques
Ces médicaments sont composés de 2 anticorps monoclonaux, ce qui signifie qu'ils peuvent s'attacher à 2 protéines différentes en même temps. C'est le cas de blinatumomab (Blincyto) utilisé dans le traitement de leucémie lymphocytaire aiguë. Une partie de blinatumomab s'attache à la protéine CD19, et l'autre sur la protéine CD3.
D'autres anticorps comme Bevacizumab (Avastin) ciblent la protéine responsable de la croissance des vaisseaux sanguins de la tumeur, ou Cetuximab (Erbitux) qui cible une protéine cellulaire appelée EGFR , présente dans les cellules de la peau.  

Les vaccins anticancéreux

Les vaccins contre le cancer fonctionnent de la même façon que les vaccins ordinaires. L'objectif est d'aider l'organisme à lutter contre le cancer ou à prévenir l'apparition de cancer.
Les vaccins pour aider à prévenir le cancer sont peu nombreux. On peut citer certaines souches du virus du papillome humain (HPV) lié au cancer du col, de l'anus et de la gorge.
Le vaccin contre l'hépatite B peut être classé dans la même catégorie.
D'autres vaccins tentent de lutter contre les cellules cancéreuses dans le corps en présentant au système immunitaire des cellules ou une partie des cellules cancéreuses.
Le Sipuleucel-T (Provenge) est actuellement le seul vaccin approuvé dans certains pays. Il est utilisé pour traiter les stades avancés du cancer de la prostate  rebelle au traitement hormonal.

Références :
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Henrietta Lacks est née Loretta Pleasant en août 1920 à Roanoke en Virginie. Après le décès de sa mère, la petite Henrietta a été élevée par son grand-père Tommy Lacks. Elle partageait sa chambre avec son cousin David Lacks (1915-2002). Le 10 avril 1941 elle se maria avec lui, ils eurent cinq enfants. Elle travailla par la suite dans les champs de tabac.

Le 29 janvier 1951, elle se plaignit de douleurs, d'une masse dans l'abdomen, et de saignements vaginaux. Elle se rend alors à l'hôpital Johns-Hopkins pour se faire examiner. Elle n'avait aucune anomalie du col de l'utérus lors de la visite de contrôle après son accouchement. Après avoir donné naissance à son cinquième enfant, Joseph, elle avait saigné abondamment. Les médecins avaient suspecté la syphilis, mais le test était négatif.

Le médecin effectua une biopsie du col utérin. L'examen révéla une tumeur maligne invasive. Le traitement de l'époque était la curiethérapie qui consistait à planter dans la zone tumorale deux aiguilles de radium.

"À l'époque, j'avais déjà vu de nombreuses patientes atteintes d'un cancer du col de l'utérus défiler dans mon cabinet", écrira plus tard Howard Jones, son médecin traitant à l'hôpital Johns-Hopkins. "Cependant, cette tumeur n'avait rien de commun avec les autres. Elle était aussi grosse qu'une pièce de monnaie, présentait une couleur violette et était de texture souple, alors que ces tumeurs sont habituellement rigides ou dures."

Howard Jones a prélevé des cellules à sa patiente - le 8 février - et a remis l'échantillon de tissu tumoral au laboratoire dirigé par son collègue George Gey et son épouse Margaret. Ces derniers ont alors placé l'échantillon dans un mélange composé de plasma de poulet, d'extraits d'embryons bovins et de sang de cordon humain, l'ont mis au réfrigérateur - et ont attendu la nécrose imminente du tissu. Jusqu'alors, aucun laboratoire n'avait réussi à conserver des cellules humaines en vie plus de quelques semaines.

Cependant, les cellules, sur le contenant desquelles Margaret Gey avait inscrit les initiales du nom de la patiente ("HeLa"), n'ont cessé de se multiplier. Leur nombre a doublé en une nuit. Et entre le 9 et 10 février, des millions de cellules humaines ont rapidement fait leur apparition, les premières à s'être multipliées en laboratoire et à avoir survécu plus de quelques jours. Ce fut une véritable révélation scientifique.

Le 8 août, Henrietta Lacks bénéficia d'un nouveau traitement, mais elle décède le 4 octobre 1951 à l'âge de 31 ans.
L'autopsie mit en évidence la présence d'une tumeur maligne avec métastases.

Les cellules pèsent 50 millions de Tonnes.

Dans les années 50, il est difficile de garder une cellule tumorale en vie (hors du corps humain). En dépit de nombreuses techniques, la culture de cellules humaines échouait, les cellules séparées de leur corps d'origine mourraient en quelques heures.

Les chercheurs tentaient depuis longtemps de maintenir en vie des cellules humaines en culture pour tester des médicaments et pour comprendre le fonctionnement de la cellule humaine, surtout la cellule cancéreuse. Pour la première fois, les cellules d'Henrietta Lacks se sont avérées différentes. Le lendemain, une nouvelle génération cellulaire apparaissait. Depuis, elles n'ont jamais arrêté de se multiplier. Les cellules d' Henrietta Lacks sont toujours vivantes in vitro, immortelles.

La vie d'une cellule humaine normale est contrôlée par des enzymes et par des protéines. Après sa naissance, elle est différenciée et gouvernée par un système complexe de régulation. Plusieurs protéines vont maintenir la cellule et contrôler sa prolifération. En cas de trouble du système de régulation, l'équilibre peut se briser. La cellule peut mourir (nécrose) ou proliférer (division ou mitose.)  Lorsque des cellules se mettent à proliférer de manière anarchique, elles forment une tumeur bénigne ou maligne (cancer).

Au début, les médecins ont pensé que ces cellules pourraient favoriser la culture d'autres cellules tumorales comme les cellules des tumeurs hépatiques ou pulmonaires. Ils vont découvrir que ces cellules ne favorisaient pas la prolifération d'autres cellules, et continuent à proliférer d'une façon autonome cela au contact d'autres cellules tumorales.

Pour la première fois dans l'histoire de la médecine, il était possible de réaliser des recherches approfondies sur des cellules humaines. George Gey a envoyé les cellules "HeLa" à d'innombrables laboratoires dans le monde entier. Des scientifiques ont commencé à mélanger leur nouvel objet d'étude à des cellules de souris et de poulet, pour analyser les répercussions du cancer, de la poliomyélite et du sida. Les cellules "HeLa" ont fait l'objet de recherches multiples, et elles le sont encore aujourd'hui.

Actuellement, on découvre plus de 60 000 études réalisées à partir de ces cellules. Ce chiffre ne prend pas en compte les études réalisées dans les années 50 et dans les années 60. Selon l'estimation d'un scientifique, les cellules Hela ont produit jusqu'à maintenant l'équivalent de 50 millions de tonnes de tissu.

Pour l'instant, les chercheurs sont encore incapables de dire avec exactitude pourquoi ces cellules-là, précisément, se sont multipliées aussi rapidement. En 2013, la revue nature a publié une étude tentant d'expliquer l'immortalité de ces cellules.
Une équipe de l'université de Washington a mis en évidence la présence du virus papillomavirus dans le génome de ces cellules. Il s'agit d'un virus sexuellement transmissible, capable de provoquer la cancérisation des cellules infectées. Dans ce cas précis, le gène cancérigène de virus s'est inséré dans le noyau de la cellule, en utilisant un autre gène cellulaire nommé oncogène. La présence de ces deux gènes a provoqué l'apparition de lésions cancéreuses.

C'est grâce aux cellules "HeLa" que les chercheurs ont découvert les papillomavirus humains HPV16 et HPV18. Après plusieurs années de recherche, un vaccin contre le papillomavirus a été élaboré. Les cellules de la jeune Henrietta ont servi à la création de ce vaccin.

Le code génétique explique l'immortalité

Contrairement à une population normale de cellules humaines, qui se divisent environ 40 à 50 fois avant de mourir, les cellules HeLa ont la capacité de se diviser indéfiniment. Elles sont la pierre angulaire de certaines des avancées biologiques les plus importantes.
Pendant de nombreuses années, ces cellules étaient la seule ligne cellulaire capable de se diviser indéfiniment hors du corps humain.

HeLa, telle que nous la connaissons aujourd'hui, est née dans le laboratoire de George Gey, directeur du Laboratoire de culture tissulaire de l'hôpital Johns Hopkins dans les années 1950. Les cellules humaines normales ont 46 chromosomes, tandis qu'une cellule HeLa a 76 à 80 chromosomes fortement mutés. Le virus du papillome humain (HPV), a altéré profondément l'ADN de ces cellules leur permettant de produire une protéine qui contrôle la protéine  p53, ce  gardien du génome en raison de son rôle dans la prévention des mutations et la suppression des tumeurs.

Pendant la division cellulaire normale, la chaîne d'ADN aux extrémités de tous les chromosomes, connue sous le nom de télomères, est raccourcie. Cela conduit au vieillissement cellulaire et finalement à la mort cellulaire. Les cellules normales ont un nombre maximum de divisions avant que ces télomères ne soient épuisés. Les cellules HeLa ont une enzyme telomérase hyperactive qui reconstruit les télomérases après la division cellulaire, contournant ainsi le processus de vieillissement et de mort cellulaire.

Le caryotype d'une cellule HeLa est très différent du caryotype d'un humain normal, avec des copies supplémentaires de certains chromosomes et des copies manquantes d'autres.

La publication récente du code génétique de ces cellules a révélé la présence de nombreuses mutations dans le code génétique, expliquant la prolifération continue de ces cellules. En même temps, ces mutations, si nombreuses et inhabituelles ne permettent pas de considérer les cellules HeLa comme un modèle de cellule tumorale.

Des problèmes éthiques

En 1951, le médecin avait prélevé ces cellules sans le consentement de la patiente, une pratique répandue à l'époque, jugée inacceptable de nos jours. La publication du code génétique des cellules cancéreuses de Henrietta Lacks a suscité de vives polémiques entre la famille de la patiente et le corps médical.

L'institut américain de la santé a décidé d'intégrer un représentant de la famille au sein de son comité d'éthique pour avoir un regard sur les résultats scientifiques publiés à l'avenir.

Il y a plusieurs années, une plaque commémorative a été installée sur les lieux où se trouverait la tombe d'Henrietta Lacks, dans un petit coin de forêt de Virginie. En juin 2011, l'Université d'État Morgan de Baltimore lui a décerné le titre de docteur honoris causa à titre posthume.

La maladie cancéreuse peut être définie par une prolifération non contrôlable de cellules anormales dans l'organisme. Dans le sein par exemple, il s'agit au début de cellules atypiques sur le plan morphologique, et sur le plan génétique. L'aspect de ces cellules est différent au microscope, car ces cellules cancéreuses ont des aspects particuliers.  En biologie moléculaire, on découvre que ces cellules possèdent un patrimoine génétique différent des cellules normales.
La chimiothérapie réussit à détruire un certain pourcentage de cellules tumorales.  Après un certain temps, la lésion cancéreuse récidive ou évolue sous forme de métastase (localisation tumorale située à distance de la lésion d'origine). Les cellules impliquées dans cette récidive ou dans la métastase sont de plus en plus résistantes à la chimiothérapie. La lésion cancéreuse devient ainsi incurable.          

Apparition du concept de cellule " souche " cancéreuse

En 1997, les chercheurs Bonnet et Dick ont décrit pour la première fois la présence de cellules particulières dans une forme de cancer du sang nomme leucémie myéloïde aiguë. L'inoculation de ces cellules était capable de provoquer une lésion cancéreuse chez la souris. Ces cellules furent nommées les cellules souches cancéreuses.

En 2003 Al-Haj est le premier à identifier ce genre de cellules dans le cancer du sein. Cette identification ouvre la porte à d'autres recherches, les cellules souches cancéreuses ont été identifiées dans les tumeurs solides, comme les tumeurs du cerveau, de la prostate, du colon, colon, de la gorge, dans les poumons, le foie, l'ovaire, le pancréas puis dans le mélanome. Ces cellules sont identifiées par certaines particularités biologiques.
Les mutations génétiques peuvent amener les cellules saines à devenir des cellules cancéreuses. Mais certaines cellules tumorales seulement continuent à se diviser et à se multiplier. Cette observation a conduit à deux théories sur la croissance des tumeurs.

1- Le modèle clonal du cancer
Ce modèle suggère que de nombreuses cellules cancéreuses se divisent, se différencient et contribuent à la croissance tumorale. Ce modèle ne peut expliquer pourquoi la lésion cancéreuse récidive, ni comment naissent les métastases.
Cette théorie suggère que le cancer nait d'un ensemble de cellules qui se divisent et se multiplient, des cellules identiques sans organisation.

2-  Modèle de cellules souches du cancer
Dans le modèle des cellules souches du cancer, on pense que les cellules souches du cancer produisent les autres cellules tumorales. Seules les cellules souches cancéreuses peuvent créer de nouvelles cellules indéfiniment et provoquer ainsi la récidive et les métastases.

 Le modèle des cellules souches cancéreuses est apparu comme un paradigme important pour expliquer l'hétérogénéité des tumeurs, et leurs résistances aux traitements. Les cellules souches possèdent un patrimoine génétique différent leur permettant de résister aux traitements.  

Selon ce modèle, la lésion cancéreuse, comme les tissus normaux, est pilotée par des cellules souches qui initient l'organisation et la multiplication des autres cellules cancéreuses. Ces cellules souches sont capables de se multiplier, de produire des cellules matures tumorales et non tumorales.

ll existe de nombreuses inconnuessur les cellules souches du cancer. Sont-elles présentes dans tous les types de cancer ? Quelle cellule devient souche et pourquoi ?  Comment les différents gènes, mutations, environnements influent la façon dont les cellules souches du cancer se comportent ?

Le traitement actuel du cancer permet de détruire la majeure partie d'une lésion tumorale, mais épargne les cellules souches cancéreuses, qui sont capables de continuer à se renouveler, et à provoquer une nouvelle croissance tumorale sous forme de récidive ou de métastases.
Le modèle des cellules souches cancéreuses suggère que ces cellules sont plus résistantes à la chimiothérapie et à la radiothérapie que les autres cellules tumorales. Cela peut expliquer la récidive après le traitement.

Plus de détails sur la cellule souche cancéreuse

Les études disponibles pour montrer que les cellules cancéreuses ne sont pas toutes identiques. L'idée suggérant que la lésion cancéreuse est pilotée par une petite population de cellules souches implique d'importantes avancées thérapeutiques. Les thérapies nouvelles contre le cancer peuvent cibler une population précise. Un traitement dirigé spécifiquement contre les cellules souches tumorales peut s'avérer efficace pour guérir le cancer, et empêcher l'apparition des métastases.

Selon cette théorie, une cellule peut devenir une cellule souche cancéreuse après certaines modifications de son patrimoine génétique, et de ses séquences d'ADN. Les chercheurs ont noté de nombreuses similitudes entre les cellules souches normales qui assurent le renouvellement des tissus, et les cellules souches cancéreuses. Certaine étude suggère que la cellule souche cancéreuse est une cellule souche qui a subi des modifications importantes de son patrimoine génétique. Selon cette approche, une cellule souche cancéreuse est une caricature d'une cellule souche normale. Il ne s'agit pas simplement d'une théorie. Des études récentes ont montré l'efficacité d'un traitement ciblant les cellules souches cancéreuses par un traitement anti-CD47.

Contrairement aux cellules tumorales, les cellules souches cancéreuses ne montrent pas une activité mitotique importante, mais sont capables de s'auto-diviser pour produire toutes les variétés de cellules tumorales. Ces cellules sont capables de résister, de proliférer même hors de l'organisme, et de provoquer une lésion cancéreuse quand ils sont injectés dans les tissus normaux.

Il existe actuellement des marqueurs biologiques pour identifier ces cellules souches comme le  CD34+/ CD38- dans les leucémies, le  CD44+/CD24-  dans le cancer du sein, le CD133+ dans le cancer du cerveau, dans le cancer colo-rectal pulmonaire et endométrial, CD44+/CD24+ dans le cancer pancréatique, CD44+/CD117+ dans le cancer ovarien, CD44+/CD271+ dans le cancer de la gorge, le, CD90 dans le cancer hépatique, le  CD105 dans le cancer du rein et le CD271 dans le mélanome.

Virus, viroïdes et prions : ressemblance et différence

Nous sommes tous familiers avec les bases des virus : Ces particules infectent les cellules vivantes pour fondamentalement faire des ravages dans tout le corps.  Les virus sont responsables de nombreuses maladies humaines comme l'hépatite, le sida, la varicelle, etc.
Cependant, en dépit de leur structure plutôt simple, il existe d'autres agents infectieux appelés viroïdes et prions, capables de provoquer des ravages sur les plantes et sur les animaux, et sur les humains.

En 1953, André Lwoff  a proposé une définition des virus en quatre points :
 - Un virus n'a ni cytoplasme ni noyau, mais un acide nucléique, des protéines en une structure définie et constante, qui possède des éléments de symétrie.
-  Un virus ne renferme qu'un type d'acide nucléique, ADN ou ARN, jamais les deux.
- Un virus est incapable se diviser. Il se reproduit - uniquement à partir de son matériel génétique (l'acide nucléique).
-  Un virus est un parasite absolu, il possède l'information nécessaire à la synthèse de ses propres constituants, mais n'a pas les moyens d'exprimer cette information.
Ces quatre points sont essentiels pour distinguer un virus d'une cellule ou d'une bactérie.  
Les viroïdes eux sont de simples boucles d'ARN d'environ 300 nucléotides, qui infectent certains végétaux (pomme de terre, tomate, cocotier, etc.), ne codent aucune protéine. Leur faculté d'infecter est liée à des interactions avec les mécanismes de la cellule infectée.
Les prions sont des protéines parfois associées à un acide nucléique, capables de provoquer, après une longue période d'incubation, des maladies neurodégénératives chez les mammifères (tremblante du mouton, maladie des vaches folles, maladie de Creutzfeldt-Jacob chez l'homme). La protéine prion est une structure particulière tridimensionnelle. Sa forme mutée, transmissible, serait pathogène.

Les virus

Les virus sont des micro-organismes infectieux à structure bien définie. Le virus est un parasite absolu, ne pouvant pas vivre en dehors de la cellule vivante qui l'héberge, possédant un seul type d'acide nucléique ARN ou ADN et se reproduisant à partir de son seul matériel génétique
Les virus sont responsables d'un grand nombre de maladies, bénignes ou plus graves, affectant tous les êtres vivants, l'homme (grippe, hépatites, poliomyélite, Sida), des animaux vertébrés (peste bovine, porcine, aviaire, fièvre aphteuse, etc.) ou des animaux invertébrés (ver à soie, virus sigma de la drosophile, etc.), ou encore des végétaux (virus de la mosaïque du tabac.)
Les êtres unicellulaires sont également infectés par des virus, appelés phages chez les bactéries (bactériophages lambda, virus kappa des paramécies).

En dehors de l'hôte, un virus est une particule inerte, un virion sans métabolisme, sans la capacité de réplication, sans activité autonome.
Un virus est un court acide nucléique ARN ou ADN portant une information génétique qui s'exprime exclusivement à l'intérieur d'une cellule, et qui se déplace d'une cellule infectée à une autre à l'intérieur d'une enveloppe.
L'enveloppe virale, ou la capside, est une structure protéique résistante que l'on retrouve chez tous les virus.

Le cycle de vie des virus passe par les mêmes étapes. Le cycle est amorcé par la contamination d'un organisme. L'infection débute avec la reconnaissance des cellules cibles de l'hôte et la pénétration du virus dans ces cellules. Grâce à diverses transformations moléculaires, le génome viral intervient dans le métabolisme cellulaire pour être traduit en protéines, puis répliqué. Enfin, à partir des différents constituants qui sont codés par le virus et synthétisés par la cellule, les virions s'assemblent dans le cytoplasme, puis sont libérés dans le milieu extérieur.

Les viroïdes

Un viroïde est une particule, plus petite que les virus  composé d'un seul ARN  et sans capside.  Les viroïdes sont les plus petites entités biologiques connues. Ils n'ont pas de capside, cette enveloppe de protéines qui entoure le génome des virus : ce sont de simples brins d'ARN (acide ribonucléique), bouclés sur eux-mêmes.

Contrairement aux virus, ils ne codent aucune protéine et ne présentent pas d'enveloppe ou de capsule protectrice : l'ARN est seul, nu, sous la forme d'une boucle fermée dont l'organisation tridimensionnelle est très structurée.
Ils se répliquent à l'intérieur des cellules infectées par un mécanisme en cercle. Leur génome ne code apparemment pour aucune protéine. Ils sont dépendants de leur hôte pour assurer certaines étapes de leur cycle vital. On connaît aujourd'hui 29 espèces de viroïdes appartenant à deux groupes distincts.
L'ARN viroïdal contamine les plantes via leur système de vascularisation et est transmis par reproduction végétale, lors de contacts entre plantes blessées, ou par les insectes. Une fois introduit dans une cellule végétale, l'ARN viroïdal est traité par celle-ci : il est transcrit par une enzyme locale, une ARN polymérase, puis la copie obtenue est refermée en boucle par une autre enzyme locale, une ARN ligase. Ce viroïde pourra à son tour être transcrit et se propager dans d'autres cellules. Selon leur séquence, les viroïdes provoquent le dépérissement de la plante en modifiant l'expression des protéines, ou restent latents.

Les viroïdes affectent les cultures comme les tomates, les pommes de terre et les arbres fruitiers. Ils ne causent pas DE la maladie humaine, mais ils peuvent anéantir les cultures, et provoquer de sérieuses pertes économiques.

Les méthodes de protection mises en place pour contrôler les épidémies consistent à éliminer les plantes infectées, et à mettre en œuvre des mesures prophylactiques destinées à empêcher la propagation et sa dissémination vers de nouvelles cultures. Certaines plantes sont plus résistantes que d'autres.
Le "virus" de l'hépatite delta, spécifique de l'homme, est un virus qui ne peut se multiplier qu'en présence du virus de l'hépatite B dont il "emprunte" l'enveloppe.
Le génome du virus d'hépatite Delta est en fait affilé aux viroïdes. C'est le seul exemple d'une atteinte par des viroïdes en dehors de cellule végétale.
 
Les viroïdes (ou leurs proches ancêtres) auraient eu de grandes chances de persister : petits, ils ont plus de chances d'être transcrits avec peu d'erreurs ; circulaires, ils n'ont pas besoin de séquence d'amorçage pour être copiés ; compacts et robustes, ils résistent à des conditions de pression et de température qui pourraient correspondre à celles où est née la vie. Certains pensent que la vie à ses débuts pourrait ressembler à ces molécules. Ils nomment ce monde ancien avant l'apparition de la vie sous sa forme actuelle : le monde d'ARN  

Les prions

Pour le prix Nobel de médecine 1997, Stanley Prusiner, les protéines prions sont à l'origine de l'ensemble des maladies neurodégénératives.

Les prions sont les agents transmissibles responsables des encéphalopathies spongiformes subaiguës transmissibles. Le prion dérive d'une protéine qui existe à l'état naturel chez tous les mammifères et chez l'homme.  
C'est une protéine inerte, une simple chaîne d'acides aminés, qui, à la différence d'un agent infectieux (virus ou bactérie) n'a pas la faculté de se reproduire. Cette protéine ne provoque aucune réaction de type immunitaire de la part de l'organisme, et en particulier pas de formation d'anticorps .
Le prion est une protéine normale de l'organisme que l'on voit à proximité des cellules nerveuses en régénération. L'hypothèse serait que cette protéine changerait de forme pour une cause inconnue, et qu'elle deviendrait alors pathologique, responsable de la maladie de Creutzfeld-Jakob .
Le prion a une spécificité pour les tissus nerveux, d'où les signes de la maladie : tremblements perturbant les mouvements, paralysie, troubles de la sensibilité et surtout à terme démence par destruction des structures nobles du cerveau.
Le prion est transmis avant tout par voie alimentaire, en consommant des tissus contaminés : il s'agit de certains dérivés de bovins pour la maladie de Creutzfeld-Jakob et du cerveau humain pour le kuru chez des cannibales de Nouvelle-Guinée. La possibilité d'une transmission par voie sanguine a été évoquée, de même qu'une contamination par le lait ou encore par les porcs ou les poulets.
Un autre mode de transmission a été évoqué, celui d'une troisième voie : la transmission d'un agent pathogène par un autre mécanisme : la transmission de la vache au veau, et la contamination alimentaire par des farines infectées.
Le prion n'est détruit que par une température très élevée (138 pendant 20 mn sous une pression de 3 atmosphères).