Comment les cancers se propagent au niveau cellulaire - Des scientifiques trouvent des indices

Le fait que différents types de tumeurs ne se propagent qu'à des organes particuliers et spécifiques est connu des chercheurs sur le cancer depuis plus d'un siècle. Cependant, jusqu'à présent, les scientifiques ont été incapables de déterminer la théorie du «sol et des graines» de 1889, qui est le mécanisme sous-jacent à la métastase spécifique des organes.
Weill Cornell Des chercheurs en médecine du Memorial Sloan-Kettering Cancer Center et leurs collaborateurs ont peut-être découvert une explication susceptible de fournir un nouvel aperçu de la théorie du «sol et des semences». Dans un article récemment publié en ligne dansMédecine de la nature, ils ont décrit un nouveau mécanisme pour contrôler la métastase du cancer qui pourrait potentiellement être utilisé comme un nouvel outil de diagnostic et une option de traitement.
Les vésicules d'exosomes sont un sous-type spécifique de vésicules membranaires qui circulent dans le sang et contiennent de nombreuses protéines, lipides et même des acides nucléiques. Dans leur étude, les chercheurs ont réussi à mettre en évidence un mécanisme par lequel les cellules cancéreuses du mélanome libèrent de petites vésicules d’exosome qui se propagent à divers endroits, comme le cerveau, les os, le foie et les poumons. l'environnement parfait pour diffuser les cellules tumorales.
Les chercheurs soulignent que ces exosomes cancéreux nocifs peuvent provoquer divers effets; Par exemple, ils sont capables de déclencher l'inflammation, de poursuivre le processus de fuite des vaisseaux sanguins et de «programmer» les cellules progénitrices de la moelle osseuse pour qu'elles interviennent dans une cascade métastatique qui se produit rapidement. Les exosomes pourraient potentiellement être avantageux dans le diagnostic, le pronostic et le traitement du cancer, étant donné qu'ils sont facilement accessibles et mesurables lorsqu'ils circulent dans la circulation sanguine.
Le Dr David C. Lyden, professeur agrégé Stavros S. Niarchos en cardiologie pédiatrique et professeur associé de pédiatrie et de biologie cellulaire et développementale au Weill Cornell Medical College, qui est également neuro-oncologue pédiatrique au Memorial Sloan-Kettering Cancer Center, a expliqué: "Le profil d'exosome pourrait être utile de plusieurs façons: aider à détecter le cancer rapidement, prédire l'agressivité de la tumeur du patient et la réponse à la chimiothérapie ou à d'autres traitements, et comprendre le risque de récidive ou de propagation du cancer. capable de."
La Dre Jacqueline F. Bromberg, qui étudie le cancer du sein et médecin associée au Memorial Sloan-Kettering Cancer Center et professeure agrégée de médecine à Weill Cornell, ajoute: «Nous croyons que chaque type de tumeur aura son propre profil de protéines exosomales. qui représenteront chaque sous-type de tumeur.Les protéines exosomiques seront utiles pour le pronostic en prédisant quels patients, y compris ceux qui développent des décennies de maladie après leur diagnostic initial, seront probablement exposés à une future maladie métastatique. "
Selon l'auteur principal, le Dr Hector Peinado, professeur de biologie moléculaire au Département de pédiatrie du Weill Cornell Medical College, les résultats indiquent que pour qu'une thérapie anticancéreuse soit efficace, elle doit être à plusieurs niveaux et dire: à l'avenir, nous avons pu trouver un moyen de contrôler «l'éducation» des cellules de la moelle osseuse, ainsi que la libération et le contenu des exosomes tumoraux chez les patients cancéreux, nous pourrions réduire et réduire la propagation du cancer, et améliorer la qualité de vie et la survie du patient. "
Co-auteur principal, le Dr Lyden et son équipe ont été les premiers à découvrir que les cellules dérivées de la moelle osseuse (BMDC) étaient essentielles pour former des sites amorcés dans des organes distants, appelées «niches pré-métastatiques». les cellules qui se propagent à partir d'une tumeur primaire. Pendant des années, ils ont étudié le décodage des processus biochimiques qui produisent ces niches, en essayant de comprendre les signaux qui poussent les BMDC à remplir leurs fonctions dans la niche. Au début, ils ont étudié les exosomes, dont on pensait à l'origine qu'ils étaient constitués de simples débris cellulaires utilisés pour éliminer les protéines utilisées, mais ils se sont avérés plus tard contenir des ARN et des acides nucléiques présents dans les cellules cancéreuses.
Ils ont décidé d'étudier si les exosomes libérés d'un mélanome jouaient un rôle particulier dans le cancer et, selon le Dr Lyden, ils ont découvert:

"A leur sortie de la tumeur primaire, les exosomes dérivés des cellules de mélanome fusionnent avec les cellules des organes métastatiques et ganglionnaires lointains, favorisant la fuite vasculaire et l'inflammation, favorisant ainsi la formation de niches pré-métastatiques améliorant la croissance métastatique future."

Le Dr Peinado explique que les exosomes transfèrent de nombreuses protéines exosomales aux BMDC, où ils sont capables de reprogrammer les cellules pour qu’elles soient impliquées dans la cascade métastatique en disant: «Nous avons trouvé une protéine oncogénique, appelée MET, produite par des tumeurs hautement métastatiques et emballées exosomes pro-métastatiques Les exosomes tumoraux circulent, fusionnent et transfèrent leurs informations, y compris l’oncoprotéine MET, à de nombreuses cellules, telles que les cellules de la moelle osseuse, ce qui favorise un phénotype pro-métastatique. "
En outre, ils ont également découvert que la reprogrammation des BMDC par les exosomes avait un effet à long terme. Cela pourrait potentiellement expliquer pourquoi les tumeurs peuvent rester en sommeil pendant des années avant qu'elles ne se transforment soudain en maladie métastatique. Selon le Dr Bromberg, ces résultats sont essentiels étant donné que "la moelle osseuse éduquée est la clé de la récurrence de la maladie et pourrait même favoriser un futur cancer secondaire".
Les chercheurs ont découvert, après examen des échantillons de sang humain, que les patients atteints d'un mélanome de stade IV avec métastases étendues avaient une signature spécifique de protéines exosomales (dont MET), qui n'a pas été découverte dans le sang de mélanomes non métastatiques.
Selon les chercheurs, cette signature protéique pourrait servir de marqueur potentiel pour prédire quels patients présentant une maladie de stade III ou des métastases de ganglions lymphatiques locaux seraient ultérieurement à risque de développer une maladie métastatique à distance.
Le Dr Lyden déclare: «Les modalités de traitement pourraient être initiées plus tôt chez ces patients à haut risque pour prévenir la progression de la maladie. Nos résultats ont démontré que l'expression de l'oncoprotéine MET, qui peut être facilement analysée maladie métastatique chez les patients atteints de mélanome. "
Après avoir étudié plus avant, l'équipe a constaté qu'ils pouvaient réduire les métastases induites par l'exosome en ciblant Rab27a, la protéine responsable de la production d'exosomes ou en utilisant de manière proactive des exosomes dérivés de cellules de mélanome rarement métastasées pour reprogrammer les BMDC.
Dr. Lyden conclut:

"Nous avons découvert que des protéines exosomales moins ou non métastatiques pouvaient éduquer les cellules de la moelle osseuse pour éviter de participer au processus métastatique. Nous travaillons à déterminer quelles protéines exosomales particulières pourraient être responsables de la prévention de la participation métastatique. la clinique, où les protéines exosomes non métastatiques peuvent aider à prévenir l'accélération de la croissance tumorale et de la maladie métastatique, permettant aux patients atteints de cancer de vivre plus longtemps. "

Écrit par Petra Rattue