Les cellules cancéreuses «Shapeshifting» favorisent la métastase

En utilisant des techniques innovantes et une large gamme d'expériences, les chercheurs ont démontré que les cellules cancéreuses de la prostate ont la capacité de modifier leur forme, favorisant ainsi la métastase.
Une nouvelle étude examine les processus responsables du cancer métastatique de la prostate (présentés ici).

Le cancer est une bête complexe. Il est difficile de traiter quand il est présent dans un endroit, mais quand il se déplace vers d'autres parties du corps dans un processus appelé métastase, cela devient encore plus problématique.

Le cancer de la prostate, par exemple, peut atteindre n'importe quelle partie du corps. Le plus souvent, il traverse les vaisseaux sanguins ou lymphatiques pour atteindre les os, mais il peut également atteindre les ganglions lymphatiques, les poumons, le foie et le cerveau, entre autres.

Comprendre comment une tumeur migre et s'enracine dans des endroits éloignés fait l'objet de nombreuses recherches. La capacité du cancer à s'épanouir dans les tissus étrangers implique un ensemble complexe d'étapes - par exemple, il doit être capable de survivre au voyage vers un nouvel emplacement, de se connecter en toute sécurité à un nouveau type de tissu et de générer de nouveaux nutriments. .

Cytosquelette et métastases

Le rôle du cytosquelette d'actine dans les métastases constitue un domaine d'intérêt. Le cytosquelette est présent dans toutes les cellules; Il s'agit d'un maillage complexe interconnecté qui soutient la cellule et l'aide à maintenir sa forme, même sous pression.

Le cytosquelette contribue également à maintenir les structures internes à l’intérieur de chaque cellule à leur place, ainsi qu’à se contracter pour modifier la forme de la cellule et lui permettre de migrer. Les microfilaments d’actine, constitués de longues chaînes de l’actine protéique, constituent l’un des composants du cytosquelette.

Récemment, le cytosquelette d'actine a également été impliqué dans la migration des cellules cancéreuses. Une nouvelle étude, publiée dans la revue Communications Nature, examine plus en profondeur la relation entre le cytosquelette et les métastases.

Une équipe de chercheurs du Johns Hopkins Kimmel Cancer Center de Baltimore, au MD, a recueilli des données publiques sur cinq études sur le cancer de la prostate, dont des informations sur la chimie et la génétique de centaines de cancers métastatiques et primaires ou non métastasés. .

Le rôle de AIM1

Un gène appelé absent dans le mélanome 1 (AIM1) était particulièrement intéressant. Ils ont constaté que la protéine fabriquée par AIM1 était absente dans 20 à 30% des cancers de la prostate qui ne se rendaient pas dans d'autres parties du corps et dans 40% des cas de cancer.

En outre, dans les cancers de la prostate métastatiques, il y avait entre deux et quatre fois moins de virus AIM1 que les cancers restés dans la prostate.

Bien que l'AIM1 ait déjà été impliqué dans le développement du mélanome, son rôle n'a pas été compris.

"Nos expériences montrent que la perte de protéines AIM1 donne aux cellules cancéreuses de la prostate la capacité de changer de forme, de migrer et d'envahir. Ces capacités pourraient permettre aux cellules cancéreuses de la prostate de se propager dans différents tissus chez un animal et probablement une personne."

Michael Haffner, Ph.D., Université Johns Hopkins

AIM1 n'est pas la seule molécule impliquée dans le processus complexe de la métastase, mais, comme le dit le Dr Haffner, «[...] cela semble en être une partie importante dans certains cas».

Mis à part les différences de quantité d'AIM1, en suivant la protéine avec le colorant, les chercheurs ont également constaté des changements dans la position de la protéine dans la cellule. Ils ont montré que dans les cellules normales non cancéreuses de la prostate, la protéine AIM1 était située le long de la bordure externe de la cellule et était associée à la bêta-actine, une composante du cytosquelette de la cellule.

Cependant, dans les cellules cancéreuses de la prostate, la protéine n'a pas été retrouvée près des frontières des cellules et n'a pas été associée à la bêta-actine.

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Cette position altérée a été observée dans des échantillons de tissus humains, comprenant 81 prostates normales, 87 cancers primaires de la prostate et 52 cancers de la prostate métastasés dans les ganglions lymphatiques.

Dr. Vasan Yegnasubramanian, Ph.D. - un professeur associé au Kimmel Cancer Center - explique: "Il semble que lorsque les taux de protéines AIM1 chutent ou qu’ils se propagent anormalement dans la cellule au lieu de se confiner à la frontière, les cellules cancéreuses de la prostate deviennent plus malléables et capables de envahissant d'autres tissus. "

Leur théorie est que, quand AIM1 est présent, l'échafaudage des cellules le maintient rigide et correctement formé. Sans AIM1, les cellules peuvent devenir des métamorphes, capables de migrer vers des emplacements distants et de se positionner dans de nouvelles positions.

Tracer les mouvements des cellules cancéreuses

Pour explorer la façon dont ces cellules se sont transformées, les scientifiques ont fait équipe avec Steven An, Ph.D., expert en mécanique cellulaire. En utilisant des analyses monocellulaires quantitatives de pointe, il a pu étudier les propriétés des cytosquelettes de cellules cancéreuses de la prostate dépourvues d'AIM1.

Cette plongée dans les moindres détails de la mécanique cellulaire a montré que les cellules sans AIM1 remodelaient leur cytosquelette deux fois plus souvent que les cellules ayant des niveaux AIM1 normaux. Ils ont également exercé trois à quatre fois plus de force sur les cellules adjacentes que ceux dotés de niveaux AIM1 standard.

Ce sont les types de propriétés qui pourraient aider une cellule à migrer et à envahir d'autres tissus. Cette observation a été confirmée par une autre expérience, qui a montré que les cellules prostatiques à faible AIM1 migraient facilement vers des espaces vides dans une boîte de culture et infiltraient quatre fois plus rapidement des tissus conjonctifs que des cellules à niveaux AIM1 normaux.

AIM1 dans le tissu de la souris

Pour démontrer l’importance de la protéine AIM1 dans la migration tumorale, l’équipe s’est tournée vers un modèle de souris.Ils ont implanté des cellules cancéreuses de la prostate sans AIM1 dans cinq souris. Il a été montré que les cellules se propagent à d'autres tissus jusqu'à 100 fois plus que les cellules ayant des taux standards d'AIM1.

Il est important de noter que, bien que les cellules avec un AIM1 réduit puissent circuler avec succès dans le corps de la souris, elles ne pourraient pas établir de colonies complètes à ces endroits. Cela démontre que l'appauvrissement de l'AIM1 n'est qu'une partie de l'histoire et qu'il reste encore beaucoup à comprendre.

Comme le dit le professeur Yegnasubramanian, «AIM1 peut aider les cellules cancéreuses de la prostate à se disséminer dans tout le corps, mais quelque chose d'autre pourrait les aider à former des tumeurs métastatiques à part entière lorsqu'elles y arrivent.

L’équipe prévoit de poursuivre ses travaux dans ce domaine en étudiant d’autres protéines susceptibles d’être impliquées.