Dans les cas de cancer mortel, neuf fois sur dix, la cause est une métastase. C'est-à-dire que la tumeur primaire a envoyé des cellules, comme des graines, et envahi d'autres organes du corps. Si la médecine a fait de grands progrès dans le traitement des tumeurs primaires, elle reste encore largement impuissante face aux métastases. Il n'existe actuellement aucun médicament permettant d'empêcher ce processus.
Une équipe de chercheurs dirigée par Andreas Moor du Département des sciences et de l'ingénierie des biosystèmes de l'ETH Zurich à Bâle vient de publier ses résultats dans la revue, Nature, Les chercheurs ont montré comment les cellules cancéreuses colorectales colonisent le foie. Leurs résultats aideront à développer des traitements qui pourraient permettre d'enrayer le processus métastatique.
Sommaire
Mécanisme d'amarrage moléculaire déverrouillé
On dit que le cancer métastase lorsque les cellules de la tumeur primaire se détachent et se déplacent via le système circulatoire vers d’autres parties du corps.
Le cancer colorectal métastase vers le foie à cause de la façon dont notre sang circule.
Andreas Moor, Département des sciences et de l'ingénierie des biosystèmes, ETH Zurich
Le sang est d'abord enrichi en nutriments dans les intestins avant d'arriver au foie, qui métabolise les nutriments. Pour les cellules cancéreuses colorectales, le foie est la dernière étape. « Elles se retrouvent piégées dans le réseau capillaire du foie », explique Moor.
Costanza Borrelli, doctorante, et d'autres membres de l'équipe de Moor ont désormais montré que les cellules hépatiques jouent également un rôle important dans la capacité des cellules cancéreuses qui s'y trouvent à coloniser leur nouvel emplacement. La science sait depuis plus d'un siècle que, tout comme les graines de plantes dans le sol, les cellules cancéreuses dépendent de leur environnement, mais on ignorait jusqu'à présent quels mécanismes moléculaires jouent un rôle à cet égard.
Grâce à des tests sophistiqués sur des souris génétiquement modifiées, Moor et son équipe ont découvert que le secret réside dans certaines protéines présentes à la surface des cellules. Lorsque les cellules hépatiques contiennent une protéine appelée Plexine-B2 et que les cellules cancéreuses colorectales possèdent certaines protéines de la famille des sémaphorines, les cellules cancéreuses colorectales peuvent se fixer aux cellules hépatiques.
Les panneaux indicateurs du système nerveux
Les cellules cancéreuses qui ont des sémaphorines à leur surface sont particulièrement dangereuses, comme l'attestent les études cliniques citées par les chercheurs de Moor dans leur article. Les données de l'étude montrent que le cancer colorectal métastase plus tôt et plus fréquemment vers le foie si la tumeur contient de grandes quantités de sémaphorine.
La plexine et sa contrepartie, la sémaphorine, étaient déjà connues des chercheurs pour leur fonction dans le système nerveux, où ces deux protéines dirigent les cellules nerveuses en croissance et veillent à ce qu'elles forment les bonnes voies. « La raison pour laquelle les cellules hépatiques produisent également de la plexine et le rôle de cette protéine dans les foies sains sont loin d'être clairs – et nous intéressent énormément », explique Moor. En d'autres termes, la question de sa fonction reste ouverte.
Retour à l'état sédentaire
Moor et son équipe ont cependant découvert que le contact direct entre la plexine et la sémaphorine déclenche des changements fondamentaux dans les cellules cancéreuses colorectales. Pour se détacher de la tumeur primaire, les cellules cancéreuses doivent changer d'identité : elles se libèrent de la couche superficielle de l'intestin, ou épithélium, rompant ainsi leurs liens étroits avec les cellules voisines.
Une fois dans le sang, les cellules cancéreuses ressemblent à celles du tissu conjonctif appelé mésenchyme. Mais une fois qu'elles ont trouvé leur nouvelle niche – grâce à la plexine présente sur certaines cellules hépatiques – les cellules cancéreuses retrouvent leur forme sédentaire. « Un processus d'épithélisation se produit », écrivent les chercheurs dans leur article. Moor précise : « On peut le repérer immédiatement en observant les cellules cancéreuses, car elles forment des invaginations semblables aux replis ou aux cryptes des intestins. »
La découverte des chercheurs n’aura pas seulement des répercussions sur les patients atteints d’un cancer colorectal : d’autres tests ont montré que la plexine favorise également la formation de métastases dans le cas de mélanomes et de cancers du pancréas. Pour Moor et son équipe, cela soulève de nombreuses questions de recherche. L’une d’entre elles attire particulièrement l’attention : lorsque les cellules cancéreuses se regroupent pour former une tumeur, elles influencent également les cellules de leur environnement. « Les cellules cancéreuses créent leur propre écosystème », explique Moor.
Période critique
Si les efforts visant à inhiber l’interaction cruciale entre la plexine et la sémaphorine réussissent, il sera peut-être possible d’empêcher le cancer de former de nouvelles tumeurs. En effet, au début, lorsque les relations entre les cellules de cet écosystème ne sont pas encore fermement établies, les métastases tumorales sont particulièrement vulnérables, explique Moor. Il semble convaincu qu’une réponse se trouve dans cette « période critique du développement des métastases », même si le chemin vers un éventuel traitement est encore long.
