Les cellules cancéreuses adoptent un état jusqu'ici inconnu pour faciliter les métastases
De nouvelles perspectives dans la biologie des tumeurs
Les Égyptiens de l'Antiquité, tels qu'ils sont décrits dans le papyrus Ebers, savaient déjà que la palpation, c'est-à-dire la recherche de bosses durcies, peut aider à diagnostiquer le cancer du sein. La palpation reste un élément important du dépistage précoce du cancer du sein. D'autre part, les mesures effectuées sur des cellules cancéreuses individuelles montrent qu'elles sont plus molles que les cellules épithéliales saines dont elles sont issues, ce qui les rend probablement plus aptes à former des métastases dans les tissus humains denses. Un projet de collaboration internationale dirigé par la division de la physique de la matière molle de l'université de Leipzig a permis d'élucider cet apparent paradoxe et vient de publier ses conclusions dans la revue Nature Physics.
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Pour se développer dans les tissus sains, une tumeur doit déplacer les tissus environnants. Pour ce faire, elle doit générer une résistance mécaniquement stable afin de gagner de l'espace. D'autre part, un haut degré de déformabilité des cellules cancéreuses individuelles est avantageux pour envahir d'autres tissus. Ces exigences contradictoires sont satisfaites dans les tumeurs malignes, car les cellules cancéreuses deviennent mécaniquement plus hétérogènes et plus souples, adoptant un nouvel état matériel inconnu jusqu'alors qui combine les avantages des solides et des liquides. Le physicien Thomas Fuhs, de la division de la physique de la matière molle de l'université de Leipzig, auteur principal de l'étude, explique : "Les échantillons de patients atteints de tumeurs du sein et du col de l'utérus présentent un spectre plus large de propriétés mécaniques, ce qui pousse les cellules cancéreuses vers des cellules plus molles, même si la tumeur entière reste une masse solide."
Motivés par des simulations informatiques, les chercheurs ont trouvé dans les amas de cellules cancéreuses de petits îlots de cellules rigides et immobiles entourés d'une multitude de cellules molles et mobiles. Les cellules molles peuvent se déplacer librement, presque comme un liquide, et les cellules rigides bloquent le mouvement des autres, se bloquant les unes les autres comme des grains de café dans un entonnoir. Les amas de cellules cancéreuses dans une tumeur forment un nouvel état matériel dans lequel seuls quelques îlots solides de cellules dures dans un environnement fluide de cellules molles suffisent pour que le tissu se comporte comme un solide mécaniquement stable plutôt que comme un liquide, malgré une majorité de cellules cancéreuses mobiles et molles. Les îlots de cellules dures sont reliés par des ponts de contraintes mécaniques constitués de cellules molles. Cet état stabilise suffisamment le tissu pour permettre la croissance de la tumeur, tout en laissant suffisamment de place aux cellules molles et mobiles pour sortir de la tumeur et former des métastases.
"Le paradoxe selon lequel, dans les tumeurs du sein, les cellules qui deviennent plus molles forment en fait une structure plus dure que le tissu d'origine n'est qu'une contradiction apparente. Cet effet est encore renforcé par le fait qu'ici, les cellules graisseuses du sein sain, essentiellement très molles, sont comparées à des cellules qui sont plus molles que les cellules épithéliales saines, mais qui restent nettement plus dures que les cellules graisseuses", explique le professeur Josef Alfons Käs de l'université de Leipzig. Dans d'autres carcinomes, tels que les carcinomes du col de l'utérus, il n'y a pas de différence dans la rigidité macroscopique du tissu sain et du tissu tumoral. Pourtant, même dans ces carcinomes, il existe une distribution plus large de l'élasticité des cellules cancéreuses individuelles, ce qui conduit à ce nouvel état mécanique qui permet à une tumeur mécaniquement stable de contenir un degré élevé de cellules mobiles capables de métastaser. Les chercheurs supposent que cela est probablement vrai pour toutes les tumeurs solides, et donc pour 92 % de tous les patients atteints de cancer.
"Les résultats de notre étude fournissent de nouvelles informations essentielles sur la biologie des tumeurs ou plus précisément sur la cascade métastatique. Les nouvelles connaissances sur la mécanique des cellules cancéreuses et des tissus tumoraux démontrent que la physique du cancer est un élément important pour comprendre la progression des tumeurs", explique Fuhs, qui ajoute que le fait que les cellules d'une tumeur restent complètement bloquées, comme dans les tissus sains, ou qu'elles soient capables de se débloquer en raison du ramollissement des cellules cancéreuses peut faire toute la différence pour la métastase d'une tumeur.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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