À la mémoire d’un pionnier de la recherche sur le cancer

01 janvier 2011

Dr Ernest McCullochJanvier 2011 – Le Dr Ernest McCulloch, un des pères de la recherche sur les cellules souches, n’est plus. En collaboration avec son partenaire scientifique, le Dr James Till, le Dr McCulloch a été le premier à observer que toutes les cellules sanguines proviennent de certaines cellules souches dans la moelle osseuse. Leur découverte a mené au développement de la greffe de moelle osseuse comme traitement de nombreux cancers autrement mortels et a servi de tremplin aux prometteuses recherches sur les cellules souches qui se poursuivent aujourd’hui.

Voyez en détail comment cette découverte a donné naissance à la recherche sur les cellules souches.

Tout a commencé par quelques amas de cellules observées au microscope un dimanche après-midi en 1960.

« Ce n’était que de simples masses », raconte le Dr Ernest McCulloch, l’homme qui était penché au-dessus du microscope. « Elles ne présentaient aucune caractéristique particulière qui aurait permis de les considérer autrement. »

C’est alors le Dr McCulloch, à l’époque jeune chercheur à l’Institut ontarien du cancer, eut une idée. Se pouvait-il que ces masses – observées dans les tissus de souris ayant reçu une greffe de moelle osseuse – soient en fait des grappes de cellules nouvellement formées? Il se mit aussitôt à en faire le compte. La quantité de masses relevées était directement proportionnelle au nombre de cellules de moelle osseuse injectées.

À la première heure le lendemain matin, il fit part de ses observations à son collègue James Till. « Comme je traversais le hall, j’ai vu le Dr McCulloch venir à ma rencontre, agitant un papier quadrillé et disant : “je crois que ceci risque de t’intéresser”… et effectivement, c’était très intéressant », se souvient le Dr Till non sans un sourire.

Les deux collaborateurs venaient d’horizons tout à fait différents : le Dr Till était physicien tandis que le Dr McCulloch était médecin, mais tous deux partageaient un même souci de rigueur scientifique. « Nous nous faisions mutuellement confiance », explique le Dr Till. « Nous éprouvions chacun du respect pour les capacités et les différences de l’autre. »

« Et nous étions tous deux relativement peu expérimentés », ajoute le Dr McCulloch.

En compagnie d’un étudiant de troisième cycle, Andy Becker, nos deux « novices » ont conçu une série d’expériences avant-gardistes avec l’aide financière de l’Institut national du cancer du Canada. Ces essais ont permis de faire la preuve – ce qui n’avait encore jamais été fait auparavant – qu’une simple cellule pouvait engendrer des colonies de différents types de cellules.

C’est ainsi que fut levé le voile sur l’étonnant pouvoir des cellules souches. Ce faisant, nos scientifiques allaient modifier à jamais le cours de la recherche sur le cancer.

Il fallait y penser

Les hypothèses sur l’existence des cellules souches remontent aussi loin qu’au 19e siècle. Toutefois, ces « super-cellules » sont extrêmement rares et ressemblent en tous points aux autres cellules, ce qui rend leur étude plutôt problématique.

Les Drs Till et McCulloch ont réussi à contourner ce problème en élaborant une nouvelle méthode de recherche. « L’hématologie était alors fondée sur la reconnaissance des cellules en fonction de leur apparence sous le microscope », évoque le Dr McCulloch. « Nous avons plutôt opté pour une méthodologie basée sur le rôle des cellules et sur la numération de leur descendance. »

La Dre Connie Eaves, également chercheuse, fait l’analogie suivante : c’est un peu comme si on identifiait une grand-mère par le nombre d’enfants et de petits-enfants qu’elle aurait engendrés. « Ils ont eu l’idée d’identifier les cellules souches de manière rétrospective, c’est-à-dire d’après ce qu’elles avaient produit », précise la Dre Eaves, qui est spécialisée dans le recherche sur les cellules souches et dirige le Laboratoire Terry Fox à Vancouver.

Par cette nouvelle approche analytique et grâce à cette hypothèse d’une hiérarchie cellulaire établie d’après la fonction, les Drs Till et McCulloch ont établi des fondements sur lesquels des générations de chercheurs ont pu ensuite s’appuyer.

« Ces deux-là ont inauguré l’ère moderne de la recherche sur les cellules souches », souligne le Dr John Dick, un autre éminent chercheur canadien spécialisé dans les cellules souches. « Les principes qu’ils ont mis au point ont servi de fondement à tout ce qui a été fait depuis lors. »

La suite des choses

Pendant 22 ans, les Drs Till et McCulloch ont poursuivi leur fructueuse collaboration, publiant des articles décisifs et réalisant des études qui ont contribué aux progrès de la greffe de moelle osseuse comme traitement vital pour les patients atteints de leucémie. L’INCC n’a cessé d’encourager leurs travaux en leur octroyant plus de 18 millions de dollars en subventions.

Durant toutes ces années, de nombreux étudiants de talent sont passés par leur laboratoire de l’Institut ontarien du cancer. Plusieurs d’entre eux sont pas la suite devenus des chercheurs de réputation internationale et mettent en application leurs connaissances des cellules souches pour lutter contre le cancer.

« Les Drs Till et McCulloch ont véritablement donné l’essor que l’on connaît à cet important secteur d’activité », raconte la Dre Eaves, qui a mené ses études postdoctorales auprès d’eux. « Leur compétence a attiré des gens solides et créatifs, désireux de travailler et d’apprendre aux côtés de véritables sommités. »

« Ils ont su répandre une façon entièrement nouvelle de penser, qui continue de faire école dans tout le pays, poursuite le Dr Dick, maintenant titulaire de la chaire de recherche du Canada en biologie des cellules embryonnaires et chercheur principal au Réseau de la santé de l’Université de Toronto.

Aujourd’hui, cette nouvelle génération de chercheurs canadiens est aux premières loges d’une révolution scientifique qui transforme radicalement notre compréhension de la genèse du cancer et des meilleures façons de le traiter.

De l’espoir pour demain

Dr John Dick a amorcé cette révolution en 1994 lorsqu’il a isolé la première cellule souche cancéreuse et démontré que ces cellules très rares provoquaient le développement de la leucémie chez les souris.

« Les travaux de pointe de John Dick ont permis de transposer les percées de Till et McCulloch dans les domaines de recherche d’aujourd’hui », affirme le Dr Peter Dirks, chercheur et neurochirurgien à l’Hôpital pour enfants malades de Toronto. « C’est lui qui a prouvé hors de tout doute la présence de cellules souches cancéreuses. »

En 2004, le Dr Dirks a à son tour fait la manchette en découvrant les cellules souches responsables de la formation de tumeurs cérébrales chez les souris. Depuis, des cellules semblables ont été trouvées dans des tumeurs de la prostate, du sein et du côlon. Comme le fait remarquer le Dr Dirks, « il appert qu’un nombre croissant de cancers invasifs couramment diagnostiqués se forment à partir de cellules souches ».

On s’accorde de plus en plus à dire qu’une très faible quantité de cellules souches cancéreuses suffisent à entraîner le développement de tumeurs. Ces cellules demeurent en attente, résistent au traitement et se multiplient ensuite pour former une nouvelle lignée de cellules malignes. Ce mécanisme expliquerait les taux élevés de récidive de certains cancers.

D’autres scientifiques comme le Dr Dirks sont maintenant à la recherche de nouveaux agents chimiothérapeutiques capables d’éliminer les cellules souches cancéreuses. « Nous avons confiance car nous sommes désormais en mesure de repérer ces cellules, ce qui nous permet aussi d’espérer trouver de nouvelles cibles de traitement. »

Les Drs Till et McCulloch font preuve d’une grande modestie en ce qui concerne leur contribution à cette discipline de recherche encore en émergence. « Il reste beaucoup de travail à faire en laboratoire pour élucider le rôle que jouent les cellules souches dans le développement du cancer », déclare le Dr Till, maintenant âgé de 75 ans.

Le Dr McCulloch, qui a 80 ans, s’empresse d’ajouter : « Je suis simplement heureux qu’au fil des ans, notre travail se soit avéré utile sur le plan clinique. »

Plus de 40 ans après ce fameux dimanche au labo qui allait changer le cours des choses, les deux pionniers canadiens de la recherche obtiennent finalement une reconnaissance plus que méritée. En 2004, tous deux ont été intronisés au Temple de la renommée médicale canadienne. En 2005, ils ont également reçu le prix Lasker, une récompense parmi les plus prestigieuses au monde dans le domaine de la recherche médicale.

Comme la très respectée Fondation Lasker le soulignait : « À l’instar des cellules souches dont Till et McCulloch ont fait la découverte, le travail de ces chercheurs s’est différencié et a évolué dans différentes directions. » Et l’avenir de la recherche sur le cancer ne s’en trouve que plus prometteur.