Les scientifiques ont révélé un facteur clé qui influence la croissance des cellules malignes pour former une tumeur, dans une nouvelle étude publiée aujourd'hui dans eLife.
La recherche a combiné l'utilisation de mini-organes mammaires de souris avec une imagerie continue à résolution monocellulaire pour révéler comment une tumeur s'établit. Les résultats fournissent des informations sur le comportement des cellules individuelles du cancer du sein qui pourraient mener à de nouvelles stratégies sur la façon de gérer la maladie.
La plupart des études sur la biologie du cancer utilisent des échantillons de tissus ou des cellules où chaque cellule présente des mutations défectueuses susceptibles de former une tumeur. Cela signifie qu'il est impossible de recréer les tout premiers stades de la maladie lorsqu'une seule cellule mutée surmonte son environnement normal et se développe en cancer.
Pour étudier l'initiation de la tumeur, des modèles doivent être établis où seules quelques cellules malignes se développent dans le contexte de leur environnement non tumoral immédiat. Nous avons créé un modèle de développement du cancer du sein dans lequel seules des cellules individuelles activent des oncogènes favorisant le cancer dans des tissus mammaires autrement sains, puis nous avons suivi le sort de ces cellules cancéreuses. «
Ashna Alladin, auteure principale, chercheuse postdoctorale au laboratoire de Martin Jechlinger au Laboratoire européen de biologie moléculaire (EMBL), Heidelberg, Allemagne
Pour développer leur modèle, l'équipe a cultivé des organoïdes (mini-organes) à partir de tissus mammaires de souris qui recréent la structure mammaire. Ils se sont concentrés sur de minuscules glandes dans le sein appelées «acini». Ils ont ensuite introduit un gène favorisant le cancer dans quelques cellules individuelles de ces acini. Un deuxième gène a ensuite été ajouté à certaines cellules, ce qui a permis d'activer le gène favorisant le cancer en présence d'un médicament appelé doxorubicine. Cela signifie que l'équipe pouvait contrôler quelles cellules avaient le gène promoteur du cancer activé et étaient «transformées» en cellules malignes, et enregistrer quand les cellules étaient transformées.
Les cellules ont également été étiquetées de manière à pouvoir être suivies individuellement toutes les 10 minutes pendant jusqu'à quatre jours en utilisant une méthode appelée microscopie à feuille lumineuse. De cette façon, l'équipe a pu voir exactement quelles cellules ont déclenché une tumeur et quelles cellules ne l'ont pas fait.
Pour déterminer ce qui influence les cellules malignes individuelles pour développer une tumeur, les chercheurs ont conçu un algorithme informatique qui a pris toutes les informations des images cellulaires et recherché les caractéristiques communes associées aux cellules qui ont développé des tumeurs. De toutes les caractéristiques testées, une seule était significativement liée au développement d'une tumeur: le nombre de cellules contenant le gène cancérigène dans une tumeur. Pour chaque cellule supplémentaire d'un cluster qui contenait un gène favorisant le cancer, les chances que ce cluster forme une tumeur augmentent neuf fois.
Conformément à l'approche de modélisation, lorsque l'équipe a regardé les images des acini, ils ont constaté que les cellules qui ont continué à établir des tumeurs à la fin de la période d'imagerie de quatre jours pouvaient se regrouper au début de l'imagerie. période. En revanche, les cellules qui n'ont pas établi de tumeurs étaient moins localisées.
«Nos résultats suggèrent qu'il y a une interaction ou une signalisation qui se produit entre les cellules malignes à proximité étroite qui guide l'initiation d'une tumeur dans les tissus normaux», conclut l'auteur principal Martin Jechlinger, chef de groupe à l'EMBL. « Notre capacité à imaginer le sort de ces cellules malignes parmi les tissus sains signifie qu'il est désormais possible de suivre l'initiation, la croissance et le traitement de la tumeur via l'inhibition par des médicaments dans un modèle réaliste, contribuant ainsi à combler le fossé entre les systèmes modèles et la clinique. . «
La source:
Référence du journal:
Alladin, A., et coll. (2020) Les cellules mutées doivent être proches les unes des autres pour déclencher le cancer. eLife. doi.org/10.7554/eLife.54066.
