"Le DCA peut-il soigner le cancer ?" par le Dr Mae-Wan Ho

Rapport de l’ISIS en date du 10/04/2012
Une version entièrement référencée de cet article intitulé Does DCA Cure Cancer ? est posté sur le site Web et accessible par les membres de l’ISIS sur le site suivant : http://www.i-sis.org.uk/Does_DCA_Cure_Cancer.php
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Le DCA tue les cellules cancéreuses et rétrécit les tumeurs

Le chercheur en cancérologie Evangelos Michelakis et son équipe de l’Université de l’Alberta au Canada ont créé la sensation en 2007 quand ils ont publié un document de recherche qui prétendait qu’un produit chimique commun, le dichloroacétate ou DCA [voir la rubrique Acide dichloroacétique, à la fin de cet article dans la partie ‘Définitions et compléments], (voir sa formule sur la figure 1), avait tué spécifiquement des cellules cancéreuses en culture, sans affecter les cellules normales ; il avait en outre inhibé la croissance de tumeurs cancéreuses humaines qui s’étaient développées chez le rat [1]. (NB : c’est le sel de sodium du DCA qui est utilisé dans le traitement du cancer, et non l’acide dichloroacétique).

Malheureusement, il n’y avait pas eu d’aides en provenance des sociétés pharmaceutiques pour réaliser les essais cliniques, car le DCA est un produit chimique largement disponible et il ne peut pas être breveté. Néanmoins, il avait été en usage depuis plus de 30 ans, avec un bon dossier de sécurité, et il y avait un dossier solide pour tester le médicament chez les patients humains cancéreux.
Les résultats de premier essai clinique sont prometteurs
Grâce au financement de fondations privées et aux dons publics, ainsi que ceux en provenance des Instituts nationaux de la Santé du Canada, l’équipe a effectué le premier essai clinique sur cinq patients atteints de glioblastome (tumeur maligne à croissance rapide du cerveau qui est presque toujours mortelle), et les résultats ont été publiés en 2010 [2].
Parmi les cinq patients traités, l’un des trois, atteint d’un cancer terminal, est mort au bout de 3 mois après traitement au DCA, mais les autres patients étaient cliniquement stables après une thérapie avec le DCA pendant 15 mois, et ils étaient encore en vie au bout de 18 mois. Trois de ces patients ont apporté des preuves que la tumeur avait diminué, d’après les observations en imagerie par résonance magnétique. Les résultats étaient prometteurs.
Il avait été noté des effets secondaires à des doses plus élevées de DCA avec une neuropathie périphérique, qui s’était inversée lorsque la dose avait été abaissée. L’équipe avait conclu : « Des indications de l’efficacité clinique étaient présentes à une dose qui ne provoque pas une neuropathie périphérique et à des concentrations sériques de DCA suffisantes pour inhiber l’enzyme cible du DCA, la pyruvate déshydrogénase kinase II, qui a été fortement exprimée dans tous les glioblastomes. La modulation métabolique peut être une approche thérapeutique viable dans le traitement des glioblastomes ».
Mais Michelakis avait souligné, à juste titre, qu’il était trop tôt pour dire si le DCA fournira un traitement efficace contre le cancer chez les êtres humains, et que de bonnes études contrôlées avec des placebos seraient nécessaires [3]. L’expérience avait été compliquée par le fait que chaque patient avait reçu des traitements différents et que les pateints avaient pris également et simultanément d’autres médicaments anti-cancéreux.
Qu’est-ce qui avait incité Michelakis et ses collègues à utiliser le DCA dans le traitement du cancer ?

Les cellules cancéreuses ont un métabolisme énergétique anormal

La source d’inspiration pour utiliser le DCA dans la thérapie du cancer est venue à partir d’observations faites depuis les années 1920 par le physiologiste allemand Otto Heinrich Warburg, qui travaillait sur le métabolisme énergétique des cellules cancéreuses par rapport aux cellules normales. Les cellules normales obtiennent de l’énergie en dégradant le glucose, une molécule à 6 atomes de carbone, en formant deux molécules de pyruvate à 3 atomes de carbone, dans une série de réactions qui se produisent dans le cytoplasme, désignée sous le nom de glycolyse, qui ne nécessite pas d’oxygène, suivie par des réactions d’oxydation dans les mitochondries (sortes de "centrales énergétiques" à l’intérieur des cellules) et pour lesquelles l’oxygène est nécessaire.
Cependant, les cellules cancéreuses dépendent fortement de la glycolyse pour obtenir de l’énergie, et on pensait qu’elles étaient incapables de métabolisme oxydatif, même si suffisamment d’oxygène est présent.
Ce phénomène - la glycolyse aérobie ci-après dénommée l’effet Warburg – avait amené Warburg à proposer que le dysfonctionnement mitochondrial était la principale cause des cancers [4].
Comme la glycolyse est une façon beaucoup moins efficace d’extraire de l’énergie à partir du glucose, les cellules cancéreuses ont une faim supplémentaire pour le glucose. En fait, il a été découvert plus tard que toutes les cellules cancéreuses sont incapables de mener à bien les métabolismes oxydatifs (voir [5] Cancer a Redox Disease ? SiS 54) *.
* La version en français s’intitule ‘Le cancer est une maladie qui dépend des réactions d’oxydo-réduction’.
Les cellules cancéreuses semblent avoir un fonctionnement qui ressemble à ce qui se passe dans les mitochondries, et en présence d’une alimentation en oxygène suffisante, elles effectuent à la fois et simultanément la glycolyse et la phosphorylation oxydative, tout en générant beaucoup d’acide lactique, le produit final du pyruvate qui n’est pas oxydé dans les mitochondries.
L’idée de Warburg était tombée en désuétude car le point de vue selon lequel le cancer était une maladie métabolique avait été progressivement déplacé, en considérant alors le cancer comme une maladie génétique, causée par des mutations dans des gènes spécifiques du cancer appelés oncogènes [6].
Ces dernières années, la tomographie par émission de positons (TEP) a confirmé que les tumeurs les plus malignes présentanrt une augmentation du métabolisme et du captage du glucose. Mais, là encore, on a généralement pensé que cela était un effet du cancer plutôt que sa cause.
L’hypothèse métabolique de Warburg pour les cancers a été relancée récemment [6] alors que des décennies d’investissements dans la « guerre contre le cancer » reposait sur l’hypothèse génétique qui a donné lieu à peu de résultats, et de nouvelles découvertes sur la remarquable hétérogénéité génétique au sein d’une même tumeur donnée, soulèvent des doutes sur l’approche génétique pour la thérapie du cancer [7]
Il a été suggéré que les cancers se développant généralement dans un microenvironnement hypoxique (manque d’oxygène), les cellules transformées (cancéreuses) devraient tout d’abord s’appuyer sur la glycolyse pour la fourniture d’énergie. Ce passage vers la glycolyse offre aux cellules transformées un avantage prolifératif : car sinon dans le même temps, l’apoptose suppressive (suicide cellulaire programmé) se serait produite [8].
En outre, le produit final de la glycolyse, le lactate et l’acidose qui lui est associée, aide à décomposer la matrice extracellulaire, ce qui facilite la mobilité cellulaire et le potentiel invasif (métastatique) des cellules cancéreuses. Ainsi, même si des tumeurs qui ont fini par se développer, deviennent abondamment enrichies avec les vaisseaux sanguins et beaucoup d’oxygène, la glycolyse aérobie persiste car elle confère un avantage de croissance puissant pour l’évolution des cancers humains invasifs.
Alternativement, il a été avancé que la glycolyse active est également importante pour fournir les squelettes de carbone pour d’autres molécules qui font des protéines et des acides nucléiques, et qui sont toutes nécessaires pour une croissance rapide [9].

Comment le DCA fonctionne-t-il ?

L’enzyme pyruvate déshydrogénase kinase (PDK) inactive normalement l’enzyme qui est la porte d’entrée dans les mitochondries, la pyruvate déshydrogénase (PDH), qui catalyse la conversion du pyruvate en acétyl-CoA ; ce dernier alimente le cycle de l’acide citrique dans les mitochondries, de sorte que le pyruvate est converti en lactate.
Le DCA inhibe l’enzyme pyruvate déshydrogénase kinase (PDK), réactivant ainsi l’enzyme pyruvate déshydrogénase (PDH) et permet ainsi au pyruvate d’être oxydé dans les mitochondries.
Dans le même temps, ceci induit l’apoptose dans les cellules cancéreuses, avec peu ou aucun effet sur les cellules normales non cancéreuses.

Le DCA induit le suicide dans les cellules cancéreuses humaines et il diminue les tumeurs de xénogreffes chez les rats

Dans leur publication de 2007, les chercheurs de l’équipe ont rapporté leurs premiers résultats sur des expériences avec des cellules cancéreuses humaines en culture ainsi qu’avec des tumeurs (xénogreffes) cultivées à partir des cellules transplantées chez des rats [1].
Le DCA augmente l’apoptose des cellules humaines cancéreuses en culture, à partir du poumon, du cerveau et du sein, selon l’utilisation de plusieurs marqueurs : l’expression accrue de l’annexine, l’activation des caspases 3 et 9, ainsi qu’une multiplication par 6 des noyaux positifs TUNEL dans des cellules cancéreuses. TUNEL, est dérivé de l’expression Terminal deoxynucleotidyl transferase dUTP nick end labelling ; c’est une méthode utilisée pour détecter la fragmentation de l’ADN, ainsi que la marque de l’apoptose, en étiquetant les extrémités des acides nucléiques fragmentés.
Le DCA a également diminué la prolifération des cellules selon les indices standardisés, y compris l’incorporation de la BrdU (bromodésoxyuridine), et l’expression de l’antigène nucléaire des cellules proliférantes (PCNA). En outre, le DCA a diminué l’expression de la survivine, un indicateur mitotique.
Des cellules humaines de cancer du poumon ont été injectées par voie sous cutanée dans des rats athymiques nus avec un système immunitaire réduit, donc enclins à développer un cancer, et en leur donnant un libre accès à l’eau, soit avec le DCA à la dose de 75 mg / litre, soit sans DCA.
Dans la première série d’expériences, 21 animaux ont été divisés en trois groupes : a) témoins non traités ; b) traitement de prévention avec DCA sur des rats, qui ont reçu le DCA juste avant l’injection de cellules et pendant les 5 semaines suivantes, et c) traitement DCA avec inversion sur des rats, qui ont reçu le DCA seulement 2 semaines après l’injection de cellules (lorsque les tumeurs s’étaient déjà développées) et pendant les 3 semaines suivantes.
Les rats non traités ont rapidement développé des tumeurs, avec une croissance exponentielle constante de la tumeur. Les deux groupes traités avec le DCA ont eu une diminution significative de la taille de la tumeur, mesurée par le poids de la tumeur au moment du sacrifice et par le diamètre maximal en utilisant un compas. Chez certains des rats, l’imagerie par résonance magnétique in vivo a permis de définir le volume de la tumeur. Il y avait une corrélation inverse entre l’apoptose et la taille des tumeurs chez les rats traités. Le flux de potassium sensible au voltage ‘Kv1.5’ (un marqueur de l’effet du DCA) a été augmenté et la survivine a été régulée à la baisse, chez les rats traités par le DCA.
Dans une deuxième série d’expériences, les chercheurs ont étudié si les effets du DCA ont été maintenus pendant de longues périodes de temps et si le DCA pourrait avoir un effet similaire dans d’autres tumeurs avancées.
Trois groupes de rats, composés chacun de 6 animaux, ont été suivis pendant 12 semaines : a) un groupe témoin non traité, b) un groupe de prévention avec des rats ayant reçu le DCA au moment de l’injection des cellules tumorales, et c) un groupe d’inversion avec des rats ayant reçu le DCA 10 semaines après l’injection des cellules tumorales pendant 2 semaines.
Les rats du groupe de prévention (b) avaient des tumeurs significativement plus petites par rapport aux témoins non traités. Le groupe traité au DCA à la semaine 10 (c) a montré une inhibition immédiate de la croissance tumorale, avec une diminution significative, même juste après 1 semaine de traitement. Les traitements avec le DCA n’ont eu pas d’effets toxiques, tels qu’ils ont pû être mesurés par plusieurs tests sanguins.
De même, dans l’essai clinique réalisé sur des patients avec glioblastomes, l’équipe de Michelakis a développé des lignées cellulaires spécifiques au patient, ainsi que des cellules souches putatives de glioblastome [2]. Ils ont pu montrer que le DCA avait induit l’apoptose dans les marqueurs des cellules cancéreuses, d’une part, et leur réponse au traitement avec le DCA, d’autre part. Une faible dose de DCA, qui n’avait pas d’effets secondaires, était suffisante pour inhiber la cible de la pyruvate déshydrogénase kinase II, qui a été fortement exprimée dans tous les glioblastomes.

Le DCA est efficace contre d’autres cellules cancéreuses et tumeurs

D’autres chercheurs ont suivi les effets anti-cancer du DCA, découverts par l’équipe de Michelakis. Un rapport publié en 2009 décrit l’inhibition par le DCA de plusieurs lignées de cellules mammaires cancéreuses chez le rat [10].
Les chercheurs ont constaté une inversion du phénotype glycolytique par la DCA, accompagnée d’une inhibition de la prolifération, mais sans aucune augmentation de la mort cellulaire. In vivo, la DCA a provoqué une réduction de 58% du nombre de métastases pulmonaires observées macroscopiquement après l’injection des cellules cancéreuses du sein dans la veine de la queue des rats.
Il a été trouvé que le DCA induit l’apoptose et l’arrêt du cycle cellulaire dans les cellules cancéreuses colorectales, sans réduire la croissance des cellules non-cancéreuses [11]. Le plus grand effet apoptotique a été trouvé dans les cellules métastatiques LoVo, dans lesquelles le DCA induit une multiplication par 10 du nombre de cellules apoptotiques après 48 h. L’arrêt le plus frappant du cycle des cellules était évidente dans des cellules HT29 bien différenciées, où le DCA a causé une multiplication par 8 des cellules arrêtées en phase G2 après 48 h.
Le DCA a également réduit les taux de lactate dans les milieux de croissance ; il a également induit la déphosphorylation de la sous-unité E1a du complexe pyruvate déshydrogénase dans toutes les lignées cellulaires, mais le potentiel mitochondrial n’a été réduit que dans les cellules cancéreuses. (La signification de potentiel électrique mitochondrial est décrite dans un autre article de cette série [5].)
Dans un troisième rapport, les chercheurs ont constaté que le DCA a inhibé la croissance du neuroblastome en agissant spécifiquement contre les cellules malignes indifférenciées [12]. Les neuroblastomes sont des tumeurs malignes des nerfs périphériques, le plus souvent dans les glandes surrénales [13]. Cet effet n’a pas été prévu, parce que le neuroblastome a été l’un des types de tumeurs sur lequel le DCA a été jugé inefficace, car il est composé de cellules avec très peu d’anomalies mitochondriales. Malgré cela, il a été trouvé que le DCA a un effet sélectif sur les cellules de neuroblastome très malignes, sans affecter les cellules plus différenciées, moins malignes.
En outre, la DCA s’est montré comme étant efficace contre le cancer de la prostate [14] et les cellules cancéreuses endométriales [15].
Les connexions précises entre l’activation de l’enzyme d’entrée du métabolisme oxydatif dans les cellules cancéreuses, et l’induction de la mort cellulaire programmée, sont encore mal connues. Mais une foule d’effets en aval sont compatibles avec l’induction de l’apoptose, ainsi qu’avec une réduction de la prolifération cellulaire, qui ont été décrits et rapportés.
La capacité du DCA à inhiber le cancer et la croissance tumorale ne tient pas du miracle, mais cette propriété mérite toute notre attention. Il s’agit d’un produit chimique peu onéreux et couramment disponible, qui est capable de tuer sélectivement des cellules malignes, sans blesser les cellules normales, et avec le minimum d’effets secondaires.
Mais ses implications pour notre compréhension fondamentale de cancer peuvent être encore plus importantes. C’est ce que nous allons examiner dans un autre article [5]

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Documents et compléments

Traduction, définitions et compléments :

Jacques Hallard, Ing. CNAM, consultant indépendant.
Relecture et corrections : Christiane Hallard-Lauffenburger, professeur des écoles
honoraire.
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