Comment les tumeurs transforment les vaisseaux sanguins
Dans l'amas de cellules de plus en plus dense des tumeurs en croissance, les vaisseaux sanguins se transforment en canaux bourrés de fibres. Cela affaiblit la capacité de défense des cellules immunitaires, comme le suggèrent les résultats de chercheurs de l'ETH Zurich et de l'Université de Strasbourg.
Il y a tout juste dix ans, des chercheurs ont observé pour la première fois que les tumeurs de différents types de cancer, comme le cancer du côlon, le cancer du sein ou le cancer noir de la peau, présentaient des canaux menant de la surface à l'intérieur de l'amas de cellules. Mais la manière dont ces canaux se forment et les fonctions qu'ils remplissent sont restées longtemps cachées.
Des études coûteuses et détaillées
Les groupes de recherche de Viola Vogel, professeure de mécanobiologie appliquée à l'ETH Zurich, et de Gertraud Orend, de l'Université de Strasbourg, ont trouvé des réponses possibles à ces questions grâce à des études complexes et détaillées : De nombreux éléments indiquent que les canaux appelés "tumor tracks" proviennent de vaisseaux sanguins.
Au début, les vaisseaux sanguins approvisionnent l'amas de cellules en croissance rapide en sucre et en oxygène. Mais ensuite, les vaisseaux subissent un processus au cours duquel ils perdent leur fonction initiale de transport du sang, car la paroi des vaisseaux se modifie et la cavité vasculaire se remplit peu à peu.
Quand les fibres contrôlent le comportement des cellules immunitaires
Le matériau de remplissage se compose principalement de cellules et de fibres protéiniques refaites, qui font partie de ce que l'on appelle la matrice extracellulaire. Outre les fibres de collagène, on trouve également des fibres de fibronectine. Elles sont impliquées dans les processus de croissance qui se déroulent principalement pendant le développement embryonnaire ou la cicatrisation des plaies. Dans les vaisseaux sanguins transformés en canaux tumoraux, les fibres sont capables de retenir les cellules immunitaires, comme le montrent les chercheurs dans leur page externeArticle spécialisé montrent.
En effet, les cellules s'étirent le long des canaux et s'accrochent aux fibres de fibronectine détachées. "Sous cette forme allongée, les cellules immunitaires ne participent pas à la lutte défensive, mais soutiennent les processus de guérison", explique Vogel. Au lieu de se retourner contre les cellules tumorales, les cellules immunitaires sécrètent des molécules favorisant la croissance - et aident ainsi les cellules cancéreuses à se multiplier.
Rôle jusqu'ici méconnu de la tension des tissus
Apparemment, la tension tissulaire médiée par la matrice extracellulaire joue un rôle important et jusqu'ici inconnu dans le développement d'une tumeur, car les fibres de fibronectine sont fortement étirées dans les tissus sains - et seulement relâchées dans les tissus tumoraux. Sous cette forme lâche et détendue, entourées de parois vasculaires transformées, les fibres de fibronectine créent apparemment une niche dans laquelle les cellules cancéreuses peuvent se développer sans être perturbées.
Jusqu'à présent, la recherche sur le cancer s'est généralement concentrée sur les cellules, estime Vogel. "La matrice extracellulaire a été négligée", ce qui a permis de ne pas découvrir comment l'environnement contrôle les fonctions cellulaires. "Mais si l'on veut comprendre comment fonctionne une araignée, il faut aussi tenir compte de sa toile", explique la biophysicienne.
Trouver des analogies et des différences
Vogel considère donc ces nouvelles découvertes comme une incitation à la réflexion afin d'élargir notre point de vue - et d'affiner ainsi notre compréhension. "Car mieux nous comprenons ce dont les cellules tumorales ont besoin pour se multiplier, plus nous avons de chances de trouver des moyens d'empêcher cette multiplication", explique Vogel.
Elle précise toutefois que les résultats proviennent d'essais sur des souris atteintes d'un cancer du sein. Il n'est pas encore clair à l'heure actuelle s'ils peuvent être directement transposés à l'évolution du cancer chez l'homme. Il existe toutefois quelques parallèles, comme l'a récemment montré le groupe d'Orend avec une page externeÉtude a mis en évidence.
Entre-temps, le groupe de recherche de Viola Vogel a entamé une collaboration avec l'hôpital cantonal de Baden : L'un de ses doctorants étudie, dans le cadre d'un projet de suivi, si l'on peut également trouver des traces de vaisseaux sanguins transformés dans des échantillons de tissus de patientes atteintes d'un cancer du sein. "Où trouvons-nous des analogies - et où des différences ?", demande Vogel.
Références bibliographiques
Fonta CM, Loustau T, Li C, Poilil Surendranm S, Hansen U, Murdamoothoo D, Benn MC, Velazquez-Quesada I, Carapito R, Orend G, and Vogel V. Les cellules T CD8+ infiltrées et les macrophages M2 sont retenus dans les pistes matricielles tumorales enrichies en fibres de fibronectine à basse tension. Matrix Biology 116 : 1-27. doi : page externe10.1016/j.matbio.2023.01.002.
Murdamoothoo D, Sun Z, Yilmaz A, Deligne C, Velazquez-Quesada I, Erne W, Nascimento M, Mörgelin M, Cremel G, Paul N, Carapito R, Abou-Faycal C, Midwood K, Loustau T, and Orend G, 2021. Immobilization of infiltrating cytotoxic T lymphocytes by tenascin-C and CXCL12 enhances lung metastasis, EMBO Mol Med, 13:e13270. doi : page externe10.15252/emmm.202013270.