Quels sont les enjeux de la recherche sur les sarcomes osseux ?

Cibler le micro-environnement tumoral

Un axe prometteur dans le domaine des sarcomes osseux est le ciblage du micro-environnement de la tumeur (« niche tumorale ») dans le but de freiner la progression de cette dernière [1], [2]. En effet, les cellules tumorales détournent à leur avantage des mécanismes de régulation du tissu osseux. Elles augmentent l’activité des ostéoclastes, cellules responsables de la destruction du tissu osseux, ce qui libère des protéines favorables à la croissance de la tumeur. En outre, certaines populations d’ostéoclastes contrôlent l’environnement immunitaire local [3]. Les cellules tumorales détournent ces mécanismes pour devenir indétectables et croitre. Elles favorisent notamment le recrutement de populations de cellules immunitaires qui les tolèrent. La formation de nouveaux vaisseaux sanguins est également détournée au profit des cellules cancéreuses, pour favoriser son alimentation et son oxygénation, et la migration des cellules tumorales à distance (« métastases »).

Récemment, il a été montré que des bactéries de nature diverse sont par ailleurs présentes dans les tissus tumoraux dont les sarcomes osseux. Alors que la flore bactérienne favorise, en situation normale, le fonctionnement harmonieux de l’organisme, celle présente dans les tumeurs pourrait être dérégulée par les cellules tumorales, au profit de ces dernières [4].

Établir une cartographie précise de l’ensemble des cellules, bactéries et facteurs moléculaires composant la masse tumorale et son micro-environnement, permettra d’identifier les acteurs contribuant à la progression tumorale et de les cibler de manière spécifique, dans un but thérapeutique. Par exemple, certaines sous-populations d’ostéoclastes impliquées dans la régulation de l’immunité pourraient être ciblées, et non pas tous les ostéoclastes. Une cartographie tumorale devra également pouvoir être réalisée chez chaque patient afin de prédire les réponses aux différents traitements. L’objectif est d’identifier une signature moléculaire de réponse à chaque traitement, et ainsi d’adapter les thérapies en conséquence comme cela existe déjà pour les sarcomes des tissus mous [5]. On parle de médecine personnalisée.

Tester de nouveaux traitements

D’importants progrès sont attendus pour perfectionner les traitements médicamenteux, en ciblant plus spécifiquement les cellules tumorales afin de limiter les effets secondaires sur les autres tissus de l’organisme. Les immunothérapies qui ont fait leurs preuves dans un certain nombre de cancers (ciblant la voix PD-1 ou CTLA-4) ont été testées sans grand succès dans les sarcomes osseux. Ces traitements consistent à stimuler la réponse immunitaire anti-tumorale. Seules des réponses partielles et sporadiques ont été observées, probablement en raison de la faiblesse du nombre de cellules immunitaires dans l’environnement tumoral des sarcomes osseux (on parle de tumeur froide). Quant aux chondrosarcomes ils sont peu vascularisés, ce qui empêche l’acheminement des molécules thérapeutiques par voie sanguine jusqu’à la tumeur. Cependant, de nouveaux traitements d’immunothérapie reposant sur l’utilisation de cellules immunitaires modifiés (CAR T cells) sont en cours de développement.

Des thérapies ciblées, qui inhibent spécifiquement des effecteurs de la progression et survie tumorale, n’ont pas non plus fait leurs preuves. Efficaces dans certains cancers, elles ont fait moins bien que la chimiothérapie dans les sarcomes osseux. C’est par exemple le cas des anti-VEGF qui bloquent la vascularisation de la tumeur.

Une autre piste repose sur la vaccination anti-cancer à l’aide d’antigènes tumoraux. Expérimentée dans différents types de cancer, elle consiste à caractériser et isoler des protéines spécifiquement présentes à la surface des cellules tumorales afin de les injecter chez le patient.  L’objectif est que le système immunitaire apprenne à les reconnaitre et s’active contre la tumeur. Ce type d’approche est en développement.

Des marqueurs biologiques pour suivre l’évolution de la maladie

10 à 20 % des patients présentent des métastases pulmonaires au moment du diagnostic. Quant aux patients dont l’ostéosarcome est localisé au moment du diagnostic, 30 à 40 % d’entre eux peuvent développer des métastases aux poumons dans les mois ou années qui suivent [6]. Au cours de la dernière décennie, des techniques ont été développées pour détecter dans le sang, des cellules tumorales en migration, à l’origine de l’apparition de métastases, ou de l’ADN de cellules tumorales pouvant provenir de leur destruction par les traitements. Ces méthodes appelées « biopsies liquides » sont peu invasives et permettent de suivre l’efficacité d’un traitement et le devenir de la maladie [7], [8].

Leur utilisation n’est pas encore entrée en routine. Des défis technologiques restent à relever pour détecter et caractériser les cellules tumorales circulantes. En outre, la valeur pronostique de ces biomarqueurs doit être confirmée dans le cadre d’essais cliniques, au niveau européen et international. La détection précoce de la maladie métastatique ou de la récurrence de la maladie par l’utilisation de ces biomarqueurs permettrait d’adapter les traitements à chaque patient.

Par ailleurs, pour mieux prévoir le risque métastatique au niveau des poumons, des essais sont en cours afin de comprendre l’impact de forces mécaniques associés à la nature du tissu pulmonaire, différent de celui de l’os, sur le comportement de la tumeur [9]. Par ailleurs, afin de limiter le développement de métastases pulmonaires, l’administration d’agents de chimiothérapie par inhalation est une approche thérapeutique prometteuse.

Améliorer la chirurgie et la reconstruction de l’os

Des progrès sont attendus concernant les techniques chirurgicales et de reconstruction, notamment grâce à l’amélioration de l’imagerie par l’intelligence artificielle, ou encore de la robotique.

Bien que les greffes soient un réel succès, les chercheurs poursuivent leurs travaux afin d’améliorer la reconstruction osseuse après l’exérèse de la tumeur. L’ingénierie biomédicale, champ de recherche très actif, avec des essais en cours chez l’être humain, vise à trouver des alternatives aux greffes biologiques. Une approche intéressante repose sur l’utilisation de biomatériaux associés à des cellules souches adultes (cellules que l’on peut spécialiser et multiplier en ostéoblastes fabriquant du tissu osseux). Ces biomatériaux pourraient en outre être associés à des molécules thérapeutiques.

[1] Grünevwald et al. 2020, https://doi.org/10.15252/emmm.201911131

[2] Beird et al. 2022, https://doi.org/10.1038/s41572-022-00409-y

[3] Madel MB et al. 2019, https://doi.org/10.3389/fimmu.2019.01408

[4] Nejman et al. 2020, https://doi.org/10.1126/science.aay9189

[5] Gomez-Puerto et al. 2025, https://doi.org/10.1080/14728214.2025.2460525

[6] Briccoli et al 2005, https://doi.org/10.1016/j.suronc.2009.05.002

[7] Grünewald et al 2020, https://doi.org/10.15252/emmm.201911131

[8] Tellez-Gabriel 2019, https://doi.org/10.7150/thno.34337

[9] Bull EC et al. 2025, https://doi.org/10.1186/s12943-025-02365-z

Ce dossier a été réalisé avec le concours du Pr Dominique Heymann, Directeur du laboratoire « Physiopathologie de la Résorption Osseuse et Thérapie des Tumeurs Osseuses Primitives », UMR 957 (Inserm, Université de Nantes, CHU de Nantes).