Savoir comment les cellules savent qu'elles ne sont pas à l'envers peut aider à lutter contre le cancer

Les sommets et les fonds des cellules effectuent des tâches différentes, et les organes et tissus sains contiennent des cellules bien organisées qui sont bien placées. L'un des premiers signes de cancer est la désorganisation des cellules et leur retour à la tête. Aujourd'hui, des chercheurs britanniques ont découvert comment les cellules peuvent savoir quand elles sont dans la bonne voie et suggèrent que ces connaissances aideront à lutter contre le cancer.
Charles Streuli et Nasreen Akhtar du Wellcome Trust Center pour Cell-Matrix Research, une unité interdisciplinaire de la faculté des sciences de la vie de l’Université de Manchester, décrivent ce qu’ils ont découvert sur la "polarité cellulaire" dans un article publié en ligne dans Nature Cell Biology le 23 décembre.

La matrice extracellulaire

La matrice extracellulaire est un "échafaudage" riche en protéines qui maintient les cellules en place pour former un tissu tridimensionnel. Il est essentiel à la conception et à la forme des organes.
Cependant, contrairement à l'échafaudage inerte utilisé sur les chantiers, la matrice extracellulaire interagit avec les cellules qu'elle maintient.
Par exemple, dans une étude récemment publiée par le Massachusetts Institute of Technology, des scientifiques ont découvert un indice d'une question importante dans la recherche sur le cancer: comment les cellules cancéreuses se propagent-elles? Ils ont découvert que les interactions moléculaires avec les cellules tumorales modifient le caractère collant de la matrice, de sorte que les cellules se décollent et se déplacent vers d'autres parties du corps pour déclencher de nouvelles tumeurs.
D'autres études ont montré que la matrice extracellulaire adhérait non seulement aux cellules mais les guidait également vers les bonnes positions.
Mais ce que Streuli et Akhtar voulaient explorer était un domaine qui restait encore un mystère: comment la matrice extracellulaire communique-t-elle les messages de guidage aux cellules pour qu'elles prennent la bonne position, la bonne façon de monter?
Pour leur étude, ils ont décidé d'examiner les cellules épithéliales, qui constituent la majorité des tissus corporels. Les cellules épithéliales particulières étudiées étaient celles du tissu glandulaire laitier du sein. Ces cellules tapissent également les canaux mammaires qui transportent le lait jusqu'au mamelon.
Si ces cellules ne sont pas organisées correctement, le sein ne peut pas envoyer de lait au mamelon lorsqu'un bébé tète. Et l'un des premiers signes de cancer est que les cellules épithéliales deviennent désorganisées.

Absence de cellules désintégrantes

L'une des façons dont la matrice extracellulaire se connecte aux cellules épithéliales du sein se fait par l'intermédiaire de récepteurs appelés intégrines. Ces récepteurs renseignent les cellules sur leur environnement et envoient également des messages de l'intérieur des cellules à leur environnement.
Streuli et Akhtar ont mené des expériences sur les intégrines dans les cellules épithéliales du sein pour voir comment elles affectaient le comportement des cellules.
Dans une expérience, ils ont trouvé les cellules dépourvues du gène des intégrines se sont retrouvées dans la matrice extracellulaire et au mauvais endroit.

Dans une autre expérience, ils ont découvert que l'élimination des intégrines dans les cellules mammaires en culture entraînait le même effet désordonné.

Les intégrines liées aux microtubules sont la clé de l'orientation cellulaire

Une autre expérience a aidé les chercheurs à comprendre comment les cellules savent qu'elles sont dans la bonne voie.
Ils ont découvert qu'à l'intérieur des cellules, les récepteurs des intégrines se connectent à une protéine appelée ILK qui, à son tour, se lie aux microtubules, un réseau de transport de protéines à l'intérieur des cellules.
Ils ont découvert que c'est la combinaison des intégrines et des microtubules dans une cellule qui assure que les protéines correctes sont envoyées vers le haut et le bas de la cellule pour garantir que la cellule se positionne correctement.
Streuli dit dans un communiqué qu'ils ont découvert "une interaction vitale entre la machine de transport et les récepteurs des intégrines, qui assure le transport des protéines vers la zone correcte de la cellule".
"Sans cette interaction, les protéines se retrouvent au mauvais endroit, ce qui peut entraîner une désorganisation des cellules", explique M. Streuli.
Il poursuit en expliquant que lorsqu'ils comparaient les tissus mammaires issus de leurs expériences avec ceux de patientes aux premiers stades du cancer du sein, ils semblaient très similaires:
"Les cellules étaient renversées et désorganisées pour qu'elles ne puissent pas remplir leurs fonctions."
"Nous espérons que notre travail pour mieux comprendre la polarité cellulaire pourrait mener à un meilleur diagnostic pour les patients atteints de cancer", ajoute-t-il.

Le travail est pertinent pour d'autres organes

Bien qu'ils n'aient expérimenté que des cellules épithéliales mammaires, Streuli et Akhtar croient que les cellules épithéliales d'autres organes se comportent de la même manière.
Un aspect important de leur travail est l'utilisation de cultures 3D spéciales pour faire croître les cellules, où elles ont formé de petits organes qui ressemblaient remarquablement au tissu mammaire.
"Faire croître les cellules mammaires pour qu'elles puissent former des structures 3D plutôt que des boîtes de Pétri dures signifie qu'elles se développent d'une manière qui ressemble beaucoup plus à leur croissance dans le corps", explique Akhtar.
"Plus de 90% des cancers proviennent de cellules épithéliales, c'est pourquoi nous avons choisi de les étudier", ajoute-t-elle.
Streuli et Akhtar prévoient maintenant de tester si la modification des niveaux d’intégrine entraîne la désorganisation des cellules observée dans les premiers stades du cancer.
Écrit par Catharine Paddock PhD