Deux orchestres différents jouent la même partition de dommages, mais ils ont des chefs différents : l'un freine avant la division, l'autre avant la duplication de l'ADN. Le cancer de la bouche et le cancer du sein reçoivent le même choc de neutrons, mais ils réagissent comme s'ils écoutaient des chefs différents. Une lignée cellulaire se fige sur le seuil de la division, l'autre sur le seuil de la copie du matériel génétique. Le résultat est le même, la mort, mais le chemin pour y arriver diffère.
Les chercheurs ont pris deux lignées de cellules cancéreuses : le carcinome épidermoïde oral SAS et l'adénocarcinome mammaire MCF-7. Les deux ont été maintenues pendant 24 heures dans une solution contenant de la borophénylalanine, une substance que les cellules absorbent volontiers, puis irradiées sur un accélérateur de neutrons pendant une, deux ou trois heures. Ensuite, ils ont compté les cassures de l'ADN, suivi le cycle cellulaire et vérifié combien de cellules étaient encore capables de donner une descendance.
La différence est apparue dès les premières mesures. Les cellules SAS ont accumulé environ trois fois plus de bore que les MCF-7, et après irradiation, environ 70 marqueurs fluorescents de cassures de l'ADN sont apparus dans leurs noyaux, contre 38 pour les MCF-7. Mais la divergence principale concernait le cycle cellulaire. Chez les SAS, la proportion de cellules bloquées avant la division est passée de 28 % à 62 % en 24 heures. Chez les MCF-7, près de 80 % des cellules se sont figées à un stade plus précoce, avant la duplication de l'ADN.
Les conséquences de cet arrêt ont également divergé. Trois jours après l'irradiation, l'apoptose, c'est-à-dire la mort programmée, atteignait 21 % chez les SAS et 28 % chez les MCF-7. Mais la survie clonogénique, c'est-à-dire la capacité des cellules à donner une descendance, chutait à 15 % chez les SAS, tandis qu'elle restait à 47 % chez les MCF-7. En d'autres termes, les cellules du cancer du sein déclenchaient plus souvent le mécanisme d'autodestruction, mais près de la moitié d'entre elles conservaient leur capacité de prolifération. Le cancer de la bouche mourait plus discrètement, mais plus sûrement.
Avant cette étude, on ignorait dans quelle mesure les différences de réponse à la thérapie dépendaient de l'accumulation de bore ou des programmes cellulaires intrinsèques. On voit maintenant que, même avec un régime d'irradiation identique, les cellules choisissent des stratégies différentes. Les unes freinent avant la division et perdent massivement leur capacité de prolifération, les autres se bloquent avant la duplication de l'ADN et entrent lentement en apoptose. Cela signifie que les radio-oncologues devraient examiner non seulement la concentration de bore dans la tumeur, mais aussi son portrait moléculaire. Deux orchestres jouent la même partition, mais ils ont des chefs différents, et pour prédire comment chacun jouera, il faut connaître les deux.
Les cellules SAS ont accumulé environ trois fois plus de bore que les MCF-7 (153 µg/L contre 50 µg/L), mais l'apoptose totale à 72 heures était encore plus élevée chez les MCF-7, bien que leur survie en colonies ait moins diminué. Cela rappelle une situation où un signal de dommage plus « bruyant » ne signifie pas toujours une mort cellulaire plus fiable.