Des chercheurs de l’Université de Barcelone et de l’Institut de Bioingénierie de Catalogne (IBEC) ont identifié de nouveaux biomarqueurs pour le cancer du poumon non à petites cellules, le cancer du poumon le plus courant. Les résultats, publiés dans la revue Pathologie moderne, ont été obtenus grâce à une nouvelle technique qui permet une analyse quantitative d’échantillons de patients. Il s’agit d’une méthodologie pionnière qui est moins chère et plus facile à appliquer que les méthodes traditionnelles dans les hôpitaux et autres milieux cliniques.
L’étude note que certaines caractéristiques des fibres de collagène – l’un des composants les plus abondants concernant les cellules cancéreuses – seraient un indicateur potentiel pour le diagnostic et la prédiction de l’évolution de la maladie.
« Notre nouvel outil peut améliorer la prise en charge clinique des patients chirurgicaux atteints de ce type de cancer, puisqu’il identifie ceux qui présentent un risque accru de rechute et, par conséquent, peut bénéficier d’un suivi complet et même de thérapies néoadjuvantes (complémentaires au traitement principal) » , note Jordi Alcaraz, chargé de cours à la Faculté de médecine et des sciences de la santé de l’UB et chercheur à l’IBEC, qui a dirigé l’étude avec Joan Montero, chercheur à la même faculté, et Josep Samitier, professeur à la Faculté de physique et directeur de IBEC.
L’étude comprend la participation de chercheurs de l’Hôpital Clínic de Barcelone, du Centre de recherche biomédicale en réseau sur les maladies respiratoires (CIBERES), du Centre de recherche biomédicale en réseau de bioingénierie, biomatériaux et nanomédecine (CIBER-BBN), de l’hôpital universitaire 12 de Octubre (Madrid) et l’hôpital universitaire Parc Taulí (Sabadell).
Sommaire
Quel est le rôle des fibres de collagène dans la progression tumorale ?
Le cancer du poumon est la principale cause de décès liés au cancer chez les hommes et les femmes dans le monde, avec un taux de survie à cinq ans de 18 %. La plupart de ces patients reçoivent un diagnostic de cancer du poumon non à petites cellules, qui se subdivise en adénocarcinome, carcinome épidermoïde et autres sous-types moins courants. Il existe de plus en plus de preuves du rôle essentiel de l’environnement riche en fibres de collagène entourant les cellules cancéreuses dans la progression de ces cancers et d’autres tumeurs solides.
Dans ce contexte tumoral, une expression élevée du collagène de type I a été associée à un mauvais pronostic et à un risque accru de métastases.
Cette preuve a montré que les collagènes fibrillaires sont une source potentielle importante de biomarqueurs pertinents pour le cancer et a suscité un intérêt thérapeutique pour comprendre leurs rôles dans le développement des tumeurs. »
Jordi Alcaraz, chargé de cours à la Faculté de médecine et des sciences de la santé de l’UB et chercheur à l’IBEC
Face à ce défi, les chercheurs ont développé et validé une nouvelle approche de pathologie numérique – c’est-à-dire l’étude de la maladie avec des outils numériques – pour analyser quantitativement les fibres de collagène dans des échantillons de tissus de patients atteints d’un cancer du poumon non à petites cellules.
Une technique plus accessible pour les services de pathologie hospitalière
La nouvelle méthodologie est basée sur des images numérisées de biopsies de patients colorées avec un colorant appelé rouge picrosirius (PSR) et imagées avec une lumière polarisée. Les chercheurs utilisent le logiciel open source CT-FIRE pour segmenter automatiquement les fibres individuelles dans les images afin de quantifier les caractéristiques pertinentes telles que la longueur, la largeur ou la rectitude.
« La méthodologie standard d’analyse des fibres de collagène est basée sur une technique de microscopie avancée appelée génération de deuxième harmonique, qui nécessite un microscope confocal à double photon, un type de microscope qui coûte cher et nécessite un opérateur expert », note-t-il. « En revanche – poursuit-il -, notre outil est une approche moins chère et plus facile à intégrer pour les unités de pathologie, car il utilise une coloration peu coûteuse (PSR), un logiciel gratuit tel que CT-FIRE et une technique de microscopie accessible à la plupart des hôpitaux, comme la lumière polarisée ».
La densité de collagène, un indicateur de mauvais pronostic
Les chercheurs ont appliqué cette méthodologie pour analyser 195 échantillons de patients atteints d’adénocarcinome et de carcinome épidermoïde. Les résultats montrent que la rectitude des fibres serait un biomarqueur potentiel pour diagnostiquer la maladie alors que la densité serait un indicateur de mauvais pronostic. Par ailleurs, la valeur pronostique de la densité de collagène serait « indépendante du stade clinique de la tumeur, et elle montre que l’analyse des fibres de collagène apporte des informations complémentaires pertinentes », souligne Jordi Alcaraz.
Raidissement anormal des tissus chez les patients atteints d’adénocarcinome
La nouvelle méthodologie a également permis de comparer les caractéristiques des fibres de collagène dans des échantillons de tissus de patients avec des échantillons de tissus non cancéreux. Ainsi, pour la première fois, ils ont pu décrire quantitativement les changements qui interviennent dans l’organisation du collagène dans le cancer du poumon non à petites cellules.
Les résultats montrent que, dans les échantillons de tissus tumoraux, il y a une augmentation de la rectitude, de la longueur et de la largeur qui indique un raidissement anormal du tissu, en particulier chez les patients atteints d’adénocarcinome. Selon les chercheurs, cette rigidification serait liée à différents mécanismes pour éviter la réponse du système immunitaire et, par conséquent, à la progression tumorale dans ce type de cancer. « Cela ouvre la porte à l’identification de nouvelles thérapies dirigées contre l’enraidissement anormal », conclut le chercheur.
Cette étude a été financée par l’Agence nationale de recherche du ministère espagnol de la Science et de l’Innovation, La Caixa et la Fondation Cellex.
