Une équipe internationale de scientifiques, dont un chercheur de l'Université de Sechenov, a examiné des articles scientifiques sur les protéines (et les gènes les codant) qui aident les cellules cancéreuses à pénétrer dans le cerveau.
Une compréhension des processus qui facilitent la formation de métastases dans le cerveau permettra aux scientifiques de créer de nouvelles méthodes de diagnostic et de traitement du cancer. Les détails de l'étude peuvent être trouvés dans la revue Tendances du cancer.
Les tissus cérébraux sont très sensibles aux changements des niveaux de nombreuses substances et à la pénétration de micro-organismes et de cellules immunitaires, mais ils ont besoin d'une grande quantité de nutriments et d'oxygène.
Satisfaire les besoins du cerveau nécessite un réseau dense de vaisseaux sanguins minces, recouverts d'une coque spéciale qui laisse entrer les substances essentielles et bloque tous les autres composés et cellules.
Cette coquille, constituée de cellules endothéliales adjacentes étroitement reliées les unes aux autres par des protéines spéciales, forme la barrière hémato-encéphalique (BHE), qui empêche le libre échange de substances entre les vaisseaux sanguins et les tissus cérébraux.
La BBB fonctionne très bien (laissant entrer moins de 2% des molécules), mais elle n'est toujours pas parfaite: les cellules cancéreuses parviennent parfois à s'y glisser et à déclencher le développement de métastases; comme de nombreux médicaments ne peuvent pas pénétrer dans le cerveau, cela complique considérablement le traitement du cancer et aggrave le pronostic des patients présentant des métastases. Les auteurs de l'article ont décidé de découvrir quels gènes confèrent aux cellules cancéreuses un tel «super pouvoir».
«La formation des métastases est contrôlée par des protéines et des gènes codant ces protéines. Le but de ce travail était de systématiser les découvertes prouvées expérimentalement ou cliniquement sur les protéines et les microARN qui permettent la migration des cellules tumorales vers le cerveau.
Il s'est avéré que leur production est typique d'un certain nombre de métastases, alors que la plupart des molécules cellulaires décrites dans la littérature sont uniques pour un type particulier de tumeur.
Ainsi, la possibilité de réguler les gènes qui stimulent la migration des cellules tumorales vers le cerveau peut être un défi pour les médecins pour réduire la formation de métastases intracérébrales à l'avenir '', a déclaré Ilya Ulasov, l'un des auteurs, chercheur de premier plan au Institut de médecine régénérative, Université Sechenov.
Les cellules tumorales sont connues pour entrer dans le cerveau à la fois par des contacts denses entre les cellules des tuniques (couches des vaisseaux sanguins) et par ces cellules elles-mêmes. Dans le premier cas, les cellules cancéreuses utilisent des enzymes et / ou des microARN pour perturber la structure des contacts denses et augmenter la perméabilité du BBB.
L'une de ces enzymes est la cathepsine C: elle détruit les protéines des contacts denses, et ses inhibiteurs (substances qui ralentissent son action) peuvent supprimer la croissance des métastases dans le cancer du sein.
Deux autres enzymes – la séprase et l'activateur du plasminogène de type urokinase – ont montré des effets similaires dans le mélanome, et certaines métalloprotéinases peuvent être des cibles possibles pour un traitement anticancéreux. Une autre protéine, le facteur de croissance placentaire, déclenche une chaîne de réactions pour faciliter le développement de métastases dans le cancer du poumon, gastrique ou colorectal.
Les microARN permettent la communication entre les cellules cancéreuses et leur environnement, y compris les cellules BBB et les protéines. Par exemple, miR-105 affecte la protéine ZO-1, contribuant à la formation de métastases dans le cancer du sein, tandis que miR-143-3p peut améliorer la perméabilité de la BBB dans le cancer du poumon.
La deuxième voie – la pénétration des cellules cancéreuses à travers les cellules BBB – est possible grâce aux protéines de la paroi cellulaire, aux intégrines et à certains groupes d'enzymes. Dans plusieurs types de cancer, les cellules métastatiques ont montré une teneur accrue en intégrines avβ3 et avβ8.
Il est possible qu'ils soient impliqués dans la formation de métastases dans le cerveau et puissent servir de biomarqueur de la maladie. Une autre intégrine, la VLA-4, est produite dans les métastases de la plupart des patients atteints de mélanome et favorise la liaison des cellules cancéreuses et des cellules BBB, ce qui ouvre la voie au cerveau.
Au total, les auteurs ont passé en revue 44 protéines, décrit le mécanisme de leur influence sur la formation des métastases et répertorié les gènes les codant. L'étude aidera les scientifiques à trouver de nouvelles façons de prévenir et de traiter le cancer, les accidents vasculaires cérébraux et la maladie d'Alzheimer, qui affectent également l'intégrité de la BBB.
La source:
Référence du journal:
Fares, J., et al. (2020) Gènes qui médient les métastases à travers la barrière hémato-encéphalique. Tendances du cancer. doi.org/10.1016/j.trecan.2020.04.007.
