Métabolisme des cellules cancéreuses : effet Warburg et reprogrammation métabolique

Une cellule cancéreuse se divise beaucoup plus vite qu'une cellule normale. Pour cela, elle a besoin d'une grande quantité d'énergie et de matériaux de construction (lipides, protéines, ADN). Les cellules normales utilisent surtout le glucose et l'oxygène pour produire de l'énergie dans les mitochondries. Les cellules cancéreuses détournent ce métabolisme pour répondre à leurs besoins de croissance rapide. On parle de reprogrammation métabolique.

Dans une cellule normale, en présence d'oxygène, le glucose est transformé en pyruvate puis entre dans la mitochondrie pour être complètement dégradé. Les cellules cancéreuses, elles, transforment le pyruvate en lactate même quand l'oxygène est disponible. C'est la fermentation lactique en aérobiose, appelée effet Warburg. Ce processus ne produit que 2 ATP par glucose, mais il est très rapide et fournit des intermédiaires pour fabriquer de nouvelles cellules.

Les cellules cancéreuses ne consomment pas seulement du glucose : elles utilisent aussi beaucoup de glutamine, un acide aminé. La glutamine entre dans le cycle de Krebs et fournit des intermédiaires pour fabriquer des lipides, des protéines et des nucléotides. Les intermédiaires de la glycolyse servent aussi à produire des sucres et des acides aminés. Cette reprogrammation métabolique transforme la cellule en véritable usine de construction.

La forte consommation de glucose des tumeurs permet de les détecter grâce à la tomographie par émission de positons (TEP). On injecte un glucose radioactif (FDG) qui s'accumule dans les cellules cancéreuses et les rend visibles. Des médicaments ciblant la glycolyse ou le métabolisme de la glutamine sont en développement. L'objectif est d'affamer la tumeur sans trop affecter les cellules normales.