Des chercheurs mettent au point un nouveau marqueur de la motilité des cellules cancéreuses
La physique du cancer trouve une première application potentielle en oncologie - Pronostic plus précis de la propagation des tumeurs du sein
Des chercheurs de l'université de Leipzig ont trouvé une application révolutionnaire en oncologie pour le domaine scientifique de la physique du cancer. Il s'agit d'une étape importante pour ce nouveau domaine de recherche, qui prouve pour la première fois sa pertinence clinique. En se basant sur la mécanique des tissus et des cellules et en utilisant l'apprentissage automatique, l'équipe a mis au point un marqueur de la motilité des cellules cancéreuses en pathologie numérique. Ce marqueur fournit de nouvelles informations sur les tumeurs du sein qui amélioreront la capacité à prédire le risque de métastases, même après une décennie. Les chercheurs viennent de publier leurs nouvelles découvertes dans la revue Physical Review X.
Deux états d'agrégats de cellules cancéreuses. En bleu : les cellules cancéreuses denses et arrondies s'agglutinent et ne peuvent pas se déplacer, ce qui réduit le risque de métastases. En vert : les cellules cancéreuses plus allongées et moins compactes peuvent se pousser les unes les autres.
Dr. Hans Kubitschke
Dans une étude rétrospective portant sur 1 380 patientes atteintes d'un cancer du sein, menée en étroite collaboration avec le professeur Axel Niendorf de l'institut Pathologie Hamburg-West, le chercheur doctorant Pablo Gottheil du groupe de recherche dirigé par le professeur Josef Alfons Käs à l'université de Leipzig a découvert qu'une transition collective des cellules cancéreuses vers la motilité, connue dans les milieux spécialisés sous le nom de "unjamming", augmente de manière significative le risque de métastases à distance. Les métastases à distance se produisent lorsque les cellules cancéreuses se propagent à d'autres organes. "Ce processus joue un rôle crucial dans l'agressivité du cancer et pourrait constituer un facteur pronostique supplémentaire important pour le risque de propagation d'une tumeur", explique le professeur Josef Alfons Käs, directeur de la division de physique de la matière molle de l'université de Leipzig.
Dans la tumeur primaire, les cellules cancéreuses forment des amas où elles sont si serrées qu'elles se "bloquent" les unes contre les autres et ne peuvent plus bouger. Au fur et à mesure que la tumeur se développe, une transition collective vers la motilité se produit, permettant aux cellules cancéreuses de quitter la tumeur et de se propager. Les cellules cancéreuses prennent alors une forme allongée qui leur permet de se pousser les unes les autres. Les coupes histologiques utilisées pour diagnostiquer le cancer du sein sont des images statiques qui ne montrent pas comment les cellules se déplacent. "Nous avons maintenant découvert que nous pouvons identifier les cellules cancéreuses mobiles dans ces images histologiques sur la base de leur forme allongée et de leur faible densité. Nous avons identifié un premier marqueur qui permet de détecter les cellules cancéreuses mobiles dans les coupes histologiques des tumeurs. Ces cellules sont capables de s'étendre et de se disperser. Nous avons pu montrer qu'un nombre élevé de ces cellules mobiles dans un échantillon de tumeur augmente considérablement le risque de métastases", explique le biophysicien Käs.
Réduire le sur-traitement et le sous-traitement des patients
"Des diagnostics plus précis pourraient améliorer considérablement notre capacité à traiter le cancer du sein. Il existe de nombreuses approches thérapeutiques différentes et différenciées. Cependant, comme les diagnostics actuels ne permettent pas de prédire avec précision l'évolution de la maladie, les patientes sont traitées de manière excessive ou insuffisante", explique M. Käs. Prévoir si des métastases vont se former dans le corps est un aspect important du pronostic. Les ganglions lymphatiques malades de l'aisselle présentent un risque élevé. Cependant, environ 30 % des femmes dont les ganglions lymphatiques sont atteints ne développeront pas de métastases à distance, tandis que la tumeur peut se propager dans l'organisme chez 30 % des femmes dont les ganglions lymphatiques ne sont pas atteints.
Selon l'étude sous-jacente, le nouveau marqueur pronostique mis au point par Käs et ses collègues a un pouvoir prédictif cliniquement pertinent, comparable à l'état des ganglions lymphatiques précédemment utilisé dans les diagnostics. Les chercheurs estiment que les deux critères de diagnostic sont complémentaires dans leur pouvoir prédictif et peuvent corriger les fausses prédictions de l'un et de l'autre. Cela pourrait permettre de réduire le nombre de femmes sur- ou sous-traitées. Plus important encore, le nouveau marqueur permet un pronostic plus précoce car il peut être utilisé pour faire une prédiction avant que les cellules cancéreuses n'aient quitté la tumeur. Cela signifie qu'un pronostic peut également être établi pour les patients aux premiers stades de la maladie, lorsque l'état des ganglions lymphatiques n'est pas encore utile. La nouvelle approche des chercheurs pourrait donc être importante pour la détection précoce de tumeurs particulièrement agressives.
Une procédure également applicable à d'autres types de tumeurs
Ces résultats n'ont pu être obtenus qu'en travaillant en étroite collaboration avec les professionnels de la santé. Selon Käs, l'étude n'aurait pas été possible sans le grand nombre de coupes histologiques numériques de tumeurs du sein fournies par le professeur Niendorf. Le département de gynécologie du centre médical de l'université de Leipzig, dirigé par le professeur Bahriye Aktas, a fourni des explants de tumeurs mammaires essentiels. Les biophysiciens ont ainsi pu confirmer que les critères morphologiques de "débrouillage" s'appliquent effectivement aux cellules cancéreuses mobiles. Le professeur Markus Löffler, de l'Institut d'informatique médicale, de statistique et d'épidémiologie de l'université de Leipzig, et son équipe ont soutenu le projet par une évaluation et une interprétation cliniques.
"Je suis ravi de ces résultats passionnants ! Grâce à cette évaluation du débrouillage, nous disposerons d'un nouveau marqueur pronostique utile à ajouter à notre boîte à outils diagnostique actuelle. Mais avant que ce marqueur puisse être utilisé dans la pratique clinique, d'autres études prospectives sont nécessaires", déclare le professeur Aktas.
Comme la méthode ne repose pas sur des molécules spécifiques présentes dans la tumeur, elle pourrait également être utilisée pour d'autres types de tumeurs. Selon les chercheurs, la procédure pourrait donc être appliquée à 92 % de tous les patients atteints de cancer. En outre, le "débrouillage" peut être un facteur pathologique important dans d'autres maladies, telles que l'asthme.
Avec plus de deux millions de cas dans le monde chaque année, le cancer du sein est de loin le cancer le plus fréquent chez les femmes. En 2018, plus de 600 000 femmes atteintes d'un cancer du sein sont décédées, principalement en raison de la nature systémique et invasive de la maladie.
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.
Publication originale
Pablo Gottheil, Jürgen Lippoldt, Steffen Grosser, Frédéric Renner, Mohamad Saibah, Dimitrij Tschodu, Anne-Kathrin Poßögel, Anne-Sophie Wegscheider, Bernhard Ulm, Kay Friedrichs, Christoph Lindner, Christoph Engel, Markus Löffler, Benjamin Wolf, Michael Höckel, Bahriye Aktas, Hans Kubitschke, Axel Niendorf, and Josef A. Käs: "State of Cell Unjamming Correlates with Distant Metastasis in Cancer Patients"; Physical Review X; 2023
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