Une nouvelle étude menée par des chercheurs de l’Université du Texas MD Anderson Cancer, de l’Université de Californie, d’Irvine et du Baylor College of Medicine a créé la carte la plus vaste et la plus complète au monde du tissu mammaire normal, offrant une compréhension sans précédent de la biologie mammaire qui peut aider à identifier cibles thérapeutiques pour des maladies telles que le cancer du sein.
L’Atlas des cellules mammaires humaines, publié aujourd’hui dans Nature, ont utilisé des méthodes génomiques unicellulaires et spatiales pour profiler plus de 714 000 cellules de 126 femmes. L’atlas du sein met en évidence 12 principaux types de cellules et 58 états cellulaires biologiques, et identifie les différences basées sur l’origine ethnique, l’âge et le statut ménopausique des femmes en bonne santé.
Nous sommes ravis de voir l’achèvement de ce projet monumental de sept ans. Nous avons pu tirer parti de nombreuses technologies pour définir, de manière très granulaire, tous les différents types de cellules et états cellulaires dans chacune des principales zones du sein. Nous nous attendons à ce que cet outil soit très utile pour quiconque étudie le cancer du sein et d’autres maladies telles que la mammite, ainsi que le développement des seins et l’échec de la lactation. »
Nicholas Navin, Ph.D., auteur correspondant principal, président de la biologie des systèmes chez MD Anderson
Cet effort d’équipe scientifique a été dirigé par Navin; Kai Kessenbrock, Ph.D., et Devon Lawson, Ph.D., de l’UC Irvine ; et Bora Lim, MD, et Alastair Thompson, MD, du Baylor College of Medicine. Le projet fait partie du consortium mondial Human Cell Atlas soutenu par l’Initiative Chan Zuckerberg (CZI), qui utilise des technologies récentes pour générer des cartes de référence cellulaires pour chaque système d’organes du corps humain.
Le corps humain contient environ 200 types de cellules différents, dont 12 se trouvent dans le tissu mammaire normal. Les études précédentes sur le tissu mammaire se sont concentrées principalement sur les cellules épithéliales, étant donné que celles-ci sont connues pour provoquer le cancer, mais les types de cellules non épithéliales n’ont pas été étudiés en profondeur à l’aide d’approches génomiques.
Des outils modernes, tels que le séquençage unicellulaire et la cartographie spatiale, ont permis aux chercheurs d’effectuer une classification très détaillée de 12 principaux groupes de types de cellules, y compris trois types de cellules épithéliales, cellules lymphatiques, cellules vasculaires, cellules T, cellules B, cellules myéloïdes. , adipocytes, mastocytes, fibroblastes et cellules périvasculaires.
Pour cette étude, les chercheurs ont recueilli et examiné 220 échantillons de tissu mammaire de 132 femmes subissant une réduction mammaire ou une mastectomie. Parmi ces femmes, 46 % étaient de race blanche, 41 % étaient afro-américaines, 7 % étaient hispaniques et 6 % étaient d’origine ethnique inconnue. Des échantillons ont été prélevés dans quatre établissements, dont MD Anderson, UC Irvine, Baylor College of Medicine et St. Luke’s Hospital.
Ce vaste ensemble de données sur les types de cellules mammaires normales et leurs divers états chez les femmes prend également en compte des facteurs individuels, notamment l’origine ethnique, l’âge, l’IMC, l’obésité, le statut de la ménopause, la grossesse et le nombre de naissances, fournissant une mine d’informations qui sert de puissant ressource pour la communauté de la recherche.
La cartographie spatiale met en évidence quatre régions cellulaires majeures, des populations de cellules immunitaires inattendues
Les techniques de cartographie spatiale, qui créent une carte des cellules dans l’environnement tissulaire, ont permis aux chercheurs d’examiner la composition en ARN et en protéines des échantillons pour comprendre comment et où résident les différents types de cellules.
Ces techniques ont résolu la composition des types cellulaires connus et des nouveaux états cellulaires dans les quatre principales régions actuellement connues du sein, notamment les zones lobulaires productrices de lait, les zones canalaires qui transportent le lait, le tissu conjonctif composé de fibroblastes et les zones adipeuses composées principalement de tissu adipeux.
Les chercheurs ont été surpris d’apprendre que 16,7 % de toutes les cellules présentes dans le tissu mammaire normal étaient composées de cellules immunitaires, dont les trois principaux types : myéloïdes, cellules T tueuses naturelles (NK) et cellules B. Les scientifiques pensaient auparavant que peu de cellules immunitaires se trouveraient dans les tissus normaux.
De plus, ces cellules immunitaires étaient situées principalement autour des canaux et des lobules dans trois des quatre principales régions tissulaires. Comprendre les nuances de ces différentes cellules immunitaires pourrait aider à développer des immunothérapies plus efficaces pour certains sous-types de cancer du sein, a expliqué Navin, et à définir leur rôle dans la progression du cancer du sein.
Les chercheurs ont également découvert une quantité étonnamment élevée (7,4 %) de cellules périvasculaires, y compris les péricytes, qui régulent le flux sanguin des capillaires vers les tissus, et les cellules musculaires lisses vasculaires, qui régulent les contractions des artères.
L’âge, la ménopause et l’origine ethnique jouent un rôle dans différents types de cellules et états cellulaires
L’étude a révélé des différences significatives dans la composition du tissu mammaire et les états cellulaires qui dépendaient de l’origine ethnique, de l’âge et du statut de la ménopause.
Par exemple, les femmes afro-américaines sont touchées de manière disproportionnée par les sous-types agressifs de cancer du sein, tels que le cancer du sein triple négatif et le cancer du sein inflammatoire, mais on sait peu de choses sur les causes sous-jacentes de cette disparité. Les différences observées dans les états cellulaires de base dans les tissus mammaires des femmes afro-américaines et des femmes de race blanche pourraient, avec des recherches supplémentaires, mettre en évidence des marqueurs potentiels pour la prédiction du risque de cancer.
De plus, il y avait des différences significatives dans les tissus mammaires des femmes de plus de 50 ans par rapport aux femmes plus jeunes, ainsi que des différences dans les états cellulaires en fonction du statut de la ménopause. L’obésité, l’indice de masse corporelle, le statut de la grossesse et la densité mammaire ont également montré de plus petites différences dans les changements de types de cellules et d’états cellulaires.
Les auteurs soulignent que davantage d’études sont nécessaires pour mieux comprendre le rôle fonctionnel de bon nombre de ces états cellulaires et pour se concentrer sur d’autres facteurs susceptibles de faire progresser de manière significative les connaissances sur la biologie et les maladies du sein humain.
Le projet Human Breast Cell Atlas est en cours et recrute activement des participants pour exploiter et améliorer les ensembles de données, mais les données sont désormais librement accessibles aux chercheurs.
Ce travail a été soutenu par l’Initiative Chan Zuckerberg, le National Cancer Institute (RO1CA240526, RO1CA236864, 1R01CA234496, F30CA243419), le Cancer Prevention and Research Institute of Texas (CPRIT) Single Cell Genomics Center (RP180684), l’American Cancer Society, le Rosalie B. Hite Fund for Cancer Research Fellowship et le California Institute for Regenerative Medicine (CIRM) Training Grant.
