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13 décembre 2019

La dissémination métastatique, entre mécanique des fluides et plomberie

De Strasbourg à l’Australie, des chercheurs s’intéressent au rôle des flux de liquides biologiques sur les processus de dissémination métastatique. Leurs travaux, dont certains ont été soutenus par la Fondation ARC, ont récemment fait l’objet d’une revue. La nature et les caractéristiques physiques des différents courants avec lesquels les cellules cancéreuses sont amenées à voyager conditionnent leur capacité à former des métastases.

Les cellules cancéreuses qui se séparent de la tumeur primaire sont soumises à de multiples courants, en fonction du compartiment dans lequel elles évoluent. Au sein d’un tissu, elles évoluent dans un liquide interstitiel, dans lequel baignent les cellules et qui s’écoule plus ou moins librement à travers une matrice fibreuse. Les cellules peuvent ensuite gagner des vaisseaux du réseau lymphatique, vers les ganglions, pour enfin s’infiltrer dans le réseau sanguin, moyen de transport ultime dans l’organisme.

Pour suivre le long voyage des cellules cancéreuses, l’équipe de Jacky Goetz a travaillé sur un modèle souvent utilisé pour étudier le développement des Vertébrés : l’embryon de poisson zèbre. Pouvant se développer en conditions expérimentales, cet organisme a l’avantage d’être translucide. Les chercheurs ont ainsi pu suivre le devenir de cellules cancéreuses, rendues fluorescentes par une manipulation génétique. Leurs résultats ont ainsi révélé que la vitesse de circulation très élevé dans les grosses artères ne permettait pas aux cellules de s’arrêter mais qu’elles y parvenaient dès que le diamètre des vaisseaux se réduisait et limitait ainsi la vitesse du flux. Quels étaient les sites préférentiels d’arrêt des cellules cancéreuses dans le poisson zèbre ? Ils correspondaient globalement aux sites métastatiques les plus fréquents chez les patients : cerveau, poumon, foie… En modifiant artificiellement la vitesse des flux, les chercheurs parvenaient à modifier ces « hotspots » dans le poisson zèbre, confirmant ainsi le rôle primordial de la simple force imposée aux cellules cancéreuses par le courant.

Grâce à leur modèle expérimental, les chercheurs sont parvenus à établir le rôle de deux protéines clés, exposées à la surface des cellules cancéreuses utilisées et qui entraient en action dès que le flux sanguin leur en laissait la possibilité. La protéine CD44 freinait la cellule en s’accrochant à la paroi vasculaire. L’intégrine a5b1, ensuite, permettait à la cellule de s’ancrer sur place puis de passer à travers la paroi vasculaire pour quitter le flux sanguin.

Forts de ces résultats, les chercheurs plaident pour une exploration toujours plus précise des mécanismes biophysiques en jeu afin que d’éventuelles pistes thérapeutiques, visant à limiter la dissémination métastatique, puissent se dégager.


R.D.

Sources : Comuniqué de presse INSERM https://presse.inserm.fr/les-metastases-au-fil-du-sang/37545/ 

Follain G. et al; Fluids and their mechanics in tumour transit: shaping metastasis; Nature reviews cancer; 28 novembre 2019
 


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