Les scientifiques du Fralin Biomedical Research Institute du VTC ont identifié un nouveau modèle de poisson zèbre qui pourrait aider à faire progresser la recherche sur le glioblastome multiforme. Le glioblastome est une forme agressive de tumeur cérébrale primaire – moins d’un patient sur 20 survit cinq ans après le diagnostic.
L’équipe de recherche a déjà découvert que les cellules cancéreuses du cerveau d’origine humaine chez la souris utilisent les vaisseaux sanguins du cerveau comme des autoroutes pour se propager loin de la masse d’origine. Dans la nouvelle étude, publiée dans ACS Pharmacologie et science translationnelle, ils montrent clairement un croisement entre les mammifères et les poissons et décrivent des observations similaires chez le poisson zèbre.
«Nous espérons que ce nouveau travail sur le poisson zèbre aidera les chercheurs à évaluer efficacement de nouvelles thérapies indispensables dans un modèle animal préclinique pour cibler ces tumeurs agressives et dévastatrices», a déclaré Harald Sontheimer, ancien professeur au Fralin Biomedical Research Institute au moment de l’étude.
Lorsque les cellules cancéreuses du cerveau se dispersent, elles deviennent plus difficiles à localiser et à supprimer. Même lorsque la tumeur d’origine est enlevée chirurgicalement, les cellules de glioblastome migratrices peuvent persister – non détectées par l’imagerie diagnostique – formant éventuellement de nouvelles tumeurs satellites si elles peuvent subir une chimiothérapie ou des radiothérapies.
Au fur et à mesure que les cellules cancéreuses migrent, elles laissent également un sillage destructeur.
«Nos recherches précédentes ont montré que les cellules de gliome exploitent les vaisseaux sanguins du cerveau. Les cellules tumorales utilisent les vaisseaux sanguins comme voie pour envahir le cerveau et par conséquent briser la barrière hémato-encéphalique», a déclaré Robyn Umans, associé postdoctoral au laboratoire de Sontheimer au Fralin Biomedical Research Institute et auteur principal de l’étude.
Mais que se passerait-il s’il y avait un moyen d’empêcher les cellules de gliome d’exploiter les vaisseaux sanguins pour contrôler la migration des cellules cancéreuses?
Des études sur les rongeurs menées par d’autres chercheurs ont révélé que les gliomes ont besoin d’une voie de signalisation clé – Wnt, du nom des mouches sans ailes dans lesquelles il a été observé pour la première fois – afin d’exploiter les vaisseaux sanguins. Quand Umans a ajouté une molécule d’inhibiteur de Wnt à l’eau du poisson zèbre, ils ont remarqué un changement dans le comportement des cellules de gliome – les cellules cancéreuses avaient réduit les attachements au système vasculaire du cerveau.
La peau et les écailles du poisson zèbre sont limpides. Les scientifiques peuvent placer le poisson sous un microscope et, avec des marqueurs fluorescents, regarder les cellules cancéreuses se développer, migrer et interagir avec d’autres cellules – le tout en temps réel.
Les poissons zèbres à croissance rapide sont également efficaces, moins coûteux à entretenir que les autres modèles précliniques et partagent 70% du même ADN que les humains.
« Pour moi, voir c’est croire. Avec les modèles de poisson zèbre, je peux voir les mécanismes biologiques sous-jacents aux cancers agressifs prendre vie en temps réel, gagnant cette visibilité sans précédent sur le microenvironnement tumoral », a déclaré Umans. « Notre espoir est que ces expériences de démonstration de principe valident le modèle du poisson zèbre comme plate-forme supplémentaire pour la découverte de médicaments anticancéreux. »
Les chercheurs voulaient également voir si les cellules de gliome se métastasaient également en utilisant des vaisseaux sanguins à l’extérieur du cerveau, ils ont donc injecté une poignée de cellules dans les tissus périphériques du poisson. Ce groupe de cellules cancéreuses a tenté de se rendre au cerveau, mais elles ne se sont accrochées à aucun vaisseau sanguin préexistant. Au lieu de cela, les vaisseaux à proximité semblaient être des ramifications qui se sont développées vers les cellules cancéreuses comme un aimant, suggérant une angiogenèse, la croissance de nouveaux vaisseaux sanguins – une caractéristique de nombreux cancers qui aide à assurer un approvisionnement régulier en nutriments.
«C’était une occasion rare et spéciale de créer, en tant que postdoctorant, un nouvel organisme modèle pour un laboratoire», a déclaré Umans. « Cette étude était une collaboration passionnante car deux des auteurs étaient des chercheurs de premier cycle qui ont contribué de manière significative à l’imagerie et à l’analyse, ainsi qu’un chercheur principal principal. C’était vraiment gratifiant de mentor ces jeunes scientifiques incroyables et de voir une étude partir de la création. d’une salle de poisson à une publication. »
Parmi les autres auteurs figuraient d’anciens étudiants de premier cycle de la Virginia Tech School of Neuroscience, Mattie ten Kate et Carolyn Pollock, qui est maintenant technicienne de laboratoire au laboratoire de diagnostic moléculaire de l’institut de recherche pour COVID-19.
Source :
Umans, RA, et coll. (2020) Pêche au contact: modélisation de l’invasion du gliome périvasculaire dans le cerveau du poisson zèbre. ACS Pharmacologie et science translationnelle. doi.org/10.1021/acsptsci.0c00129.
