Le cancer du pancréas est un cancer rare, mais insaisissable et mortel, avec un taux de survie à cinq ans d’environ 10 %. Si le cancer a métastasé, ce taux baisse à 3 %. Et les options de traitement sont extrêmement limitées.
« C’est l’un des cancers les plus effrayants car une fois que vous découvrez qu’une personne a un cancer du pancréas, il est souvent trop tard car il n’y a aucun symptôme », explique Rupsa Datta, assistante scientifique au Skala Lab. « Le taux de survie est si bas parce qu’à ce moment-là, vous ne pouvez vraiment rien faire. »
Le laboratoire Skala utilise l’imagerie optique avancée pour étudier l’activité métabolique qui conduit à la croissance tumorale, dans l’espoir qu’une meilleure compréhension du microenvironnement tumoral puisse conduire à de nouvelles thérapies et traitements.
Dans une étude publiée aujourd’hui dans la revue Avancées scientifiquesDatta et ses collègues décrivent comment les cellules cancéreuses peuvent détourner l’activité métabolique de certaines cellules non cancéreuses du pancréas pour alimenter la croissance tumorale.
Lorsque les cellules cancéreuses commencent à proliférer, une partie intégrante du microenvironnement tumoral est la matrice extracellulaire (ECM) – ; un réseau de molécules qui aident à structurer les cellules qui composent un organe comme le pancréas.
Des cellules non cancéreuses existent également dans l’ECM, comme les cellules immunitaires, les fibroblastes et les cellules de soutien spécifiques à un organe comme les cellules stellaires pancréatiques (PSC).
Ce sont les interactions entre les cellules cancéreuses et ces CSP qui sont essentielles à la prolifération et à la survie du cancer, explique Datta.
Les cellules cancéreuses peuvent recruter ces cellules non cancéreuses pour travailler pour elles. C’est comme s’ils étaient sous le charme de la cellule cancéreuse. Ils leur apporteront des nutriments et d’autres choses pour que la cellule cancéreuse puisse survivre. »
Rupsa Datta, assistante scientifique
Les chercheurs ont combiné des cellules cancéreuses pancréatiques et des CSP dans un modèle organoïde, un environnement de culture cellulaire 3D dans une structure matricielle semblable à un gel qui imite plus étroitement la biologie d’un organe vivant ou d’une tumeur.
L’imagerie métabolique optique permet aux chercheurs de visualiser et de mesurer les interactions métaboliques entre les cellules en temps réel. La technique est non invasive et sans étiquette, ce qui signifie qu’elle utilise l’autofluorescence innée des cellules comme lecture au lieu d’ajouter d’autres réactifs qui endommageraient les cellules.
Les modifications du métabolisme sont mesurées par l’état de réduction-oxydation des cellules, ou état redox, qui fluctue à mesure que les électrons sont transférés entre les molécules d’une cellule pour les aider à croître et à se diviser.
« Nous avons constaté que lorsque ces cellules non cancéreuses sont présentes, l’état redox des cellules cancéreuses devient plus oxydé et évolue vers la prolifération », explique Datta. « Lorsque les CSP touchaient les cellules cancéreuses, elles devenaient de plus en plus réduites. »
Ce transfert entre les cellules suggère que les cellules cancéreuses pourraient surmonter leur limitation redox de la prolifération cellulaire en interagissant directement avec les PSC et en exploitant le processus métabolique pour soutenir la croissance du cancer.
On ignore encore exactement comment l’interaction physique entre ces cellules entraîne des changements d’état redox. Mais Datta espère qu’une meilleure compréhension de ces interactions conduira finalement à des thérapies ciblées qui empêcheraient la prolifération des cellules cancéreuses et le développement de tumeurs.
Pour cette étude, le Skala Lab a étroitement collaboré avec le biologiste du cancer Matt Vander Heiden et son laboratoire au Koch Institute for Integrative Cancer Research du Massachusetts Institute of Technology (MIT), avec un financement de l’organisation à but non lucratif Stand Up to Cancer (SU2C).
« La plupart de nos collaborateurs sont dans le Wisconsin, mais il s’agissait d’une collaboration à distance, donc grâce à la subvention, je pouvais me rendre dans leur laboratoire et ils pouvaient venir ici aussi », explique Datta. « C’était un projet très intéressant parce que nous avons une expertise dans différents domaines. Et nous devons tous les deux répondre à ces questions. »
Datta dit que tandis que le Skala Lab développait les techniques d’imagerie avancées pour obtenir ces mesures métaboliques, le Vander Heiden Lab faisait partie intégrante de la mise en place du modèle organoïde et de la mise en perspective biologique des données et de leur pertinence dans le domaine du cancer.
« J’espère que cet article montrera la puissance de notre technique. Cependant, si davantage de laboratoires de cancérologie l’adoptaient, ils auraient encore besoin de collaborer avec des laboratoires comme le nôtre ayant une expertise en imagerie », ajoute-t-elle. « Mais nous adorons collaborer ! »
