Comment les tumeurs affaiblissent la barrière sanguine chez les patients atteints d'un cancer du cerveau

Une nouvelle étude sur des souris suggère que l'une des raisons de la propagation rapide du glioblastome - le cancer du cerveau le plus répandu et agressif chez l'homme - est que les cellules cancéreuses détournent et alimentent les vaisseaux sanguins du cerveau, affaiblissant la barrière hémato-encéphalique. Les chercheurs suggèrent que leur découverte pourrait mener à de nouvelles façons de tuer les tumeurs cérébrales qui utilisent cette faiblesse pour amener des médicaments ciblés dans le cerveau pendant les premiers stades du cancer.

Harald Sontheimer, professeur de neurobiologie à l'université d'Alabama à Birmingham, et ses collègues rapportent les résultats dans la revue Communications Nature. Il dit qu'ils ont découvert que la plupart des cellules tumorales cérébrales sont associées aux vaisseaux sanguins et:

"Ces cellules semblent utiliser les vaisseaux comme des autoroutes pour parcourir de grandes distances dans le cerveau."

Le glioblastome est la tumeur cérébrale la plus dévastatrice et la plus répandue chez les adultes. Selon le National Cancer Institute, il y aura environ 23 380 nouveaux cas et 14 320 décès dus aux cancers du cerveau et du système nerveux aux États-Unis en 2014.

Les traitements standard actuels du glioblastome sont la chimiothérapie, la radiothérapie et la chirurgie, mais même lorsque les patients reçoivent les trois patients, leur pronostic est souvent médiocre.

La barrière hémato-encéphalique est comme une enveloppe «intelligente» autour du cerveau

La barrière hémato-encéphalique est comme une enveloppe intelligente qui protège le cerveau contre les substances étrangères qui pourraient pénétrer dans les tissus cérébraux à partir de la circulation sanguine. Il transporte également des molécules essentielles vers et depuis le cerveau et la circulation sanguine.

À cette fin, la barrière hémato-encéphalique a des «jonctions serrées» qui forment des joints étroits entre les cellules endothéliales de ses vaisseaux sanguins.

Les vaisseaux sanguins de la barrière hémato-encéphalique contiennent également des cellules astrocytaires dotées de projections sur les extrémités des pieds, couvrant 90% de leur surface. Les pieds finaux libèrent des molécules qui contrôlent les jonctions serrées et régulent également le flux sanguin dans le cerveau en libérant d'autres molécules qui se dilatent ou contractent les vaisseaux sanguins.

Pour leur étude, le professeur Sontheimer et ses collègues ont utilisé des colorants fluorescents et diverses techniques d'imagerie dans des modèles murins de glioblastomes pour voir comment les cellules tumorales se déplacent dans le cerveau et comment elles se rapportent aux autres cellules et vaisseaux sanguins. Ils se sont concentrés sur les interactions entre les cellules de glioblastome, les astrocytes et les vaisseaux sanguins.

Les cellules tumorales cérébrales peuvent être plus vulnérables aux médicaments au stade précoce de la maladie

Ils ont constaté qu'en dehors de la masse tumorale principale, presque toutes les cellules de glioblastome se rassemblaient dans l'espace entre les extrémités des astrocytes et la surface externe des vaisseaux sanguins. Il est apparu que les cellules cancéreuses utilisaient le réseau de petits vaisseaux sanguins comme échafaudage pour guider leur migration le long des vaisseaux sanguins lors de l'extraction des nutriments du sang à l'intérieur.

Le glioblastome est la tumeur cérébrale la plus dévastatrice et la plus répandue chez les adultes.

Il est également apparu que les cellules du glioblastome détournaient le contrôle de la circulation sanguine dans la barrière hémato-encéphalique, à distance des astrocytes, relâchant les jonctions serrées et provoquant une rupture de la barrière.

L’équipe a été étonnée de constater que de très petits groupes de cellules de glioblastome - même des cellules individuelles - pouvaient affaiblir la barrière hémato-encéphalique au début de la maladie.

Le professeur Sontheimer dit qu’à un stade précoce de la maladie, les cellules tumorales n’étant pas complètement protégées par la barrière hémato-encéphalique, elles envahissent les vaisseaux sanguins. Cela signifie qu'ils pourraient être vulnérables à ce stade aux médicaments ciblés administrés par voie sanguine au cerveau:

"Si ces résultats sont vrais chez l'homme, le traitement avec des agents anti-invasifs pourrait être bénéfique chez les patients récemment diagnostiqués avec un glioblastome."

L'équipe affirme qu'une meilleure compréhension de l'interaction des cellules tumorales et de la barrière hémato-encéphalique pourrait mener à des traitements plus efficaces des patients atteints de glioblastome. Ils appellent à d'autres études pour déterminer comment la barrière hémato-encéphalique est régulée et comment les cellules tumorales détournent le contrôle des vaisseaux sanguins pour se développer et se propager.

Les fonds de l'Institut national des troubles neurologiques et des maladies, qui font partie des Instituts nationaux de la santé, ont aidé à financer cette étude.

En février 2014, Nouvelles médicales aujourd'hui appris comment les ingénieurs biomédicaux ont réussi à obtenir des "monorails" en nanofibres pour transporter les tumeurs cérébrales jusqu'à leur mort. Écrire dans Matériaux naturels, l'équipe a expliqué comment ils ont exploité la tendance des cellules de glioblastome à se propager le long des fibres nerveuses et des vaisseaux sanguins pour les attirer vers des destinations potentiellement mortelles.