Les cellules des tumeurs cérébrales s'intègrent rapidement dans les circuits neuronaux du cerveau
Les chercheurs espèrent utiliser leurs nouvelles découvertes pour de futures thérapies contre les glioblastomes, qui sont actuellement incurables
Des chercheurs de la faculté de médecine de l'université de Heidelberg et de l'hôpital universitaire de Heidelberg ont utilisé des virus de la rage modifiés pour marquer les cellules tumorales du glioblastome et leurs contacts cellulaires directs dans le cerveau de la souris. La nouvelle méthode a montré que les cellules tumorales sont connectées à différents types de cellules nerveuses dans l'ensemble du cerveau à un stade très précoce de la maladie. Cela signifie qu'elles forment un réseau de connexions avec les cellules du cerveau beaucoup plus tôt que ce que l'on supposait auparavant. C'est ce réseau qui rend ces tumeurs si difficiles à traiter. Les résultats ont été publiés dans la dernière édition de la revue scientifique "Cell".
Les cellules tumorales des glioblastomes très agressifs se développent dans le cerveau comme un mycélium. Cette invasion est favorisée par les cellules nerveuses du cerveau lui-même, qui forment des contacts cellule-cellule avec les cellules tumorales et leur transmettent des signaux excitateurs. Grâce à une nouvelle méthode, des chercheurs de l'université de Heidelberg, de l'hôpital universitaire (UKHD) et du Centre allemand de recherche sur le cancer (DKFZ) viennent de montrer que ce contact se produit beaucoup plus tôt et qu'il implique davantage de types de cellules nerveuses qu'on ne le pensait auparavant. L'équipe, dirigée par le Dr Varun Venkataramani, neurologue et chef de groupe de recherche à l'UKHD, a infecté et marqué des cellules humaines de glioblastome avec des virus de la rage modifiés et a suivi la manière dont les cellules nerveuses en quête de contact ont été infectées dans des modèles de tissus humains et dans le cerveau de souris. Les chercheurs espèrent utiliser leurs nouvelles découvertes pour de futures thérapies contre les glioblastomes, qui sont actuellement incurables.
Le réseau tumoral rend les glioblastomes si difficiles à combattre : il est impossible de les éliminer complètement et leur interconnexion les rend presque insensibles aux radiations et à la chimiothérapie", explique le professeur Wolfgang Wick, directeur médical du département de neurologie de l'UKHD, directeur du Centre européen de neuro-oncologie à la faculté de médecine de l'université de Heidelberg et directeur de l'unité de coopération clinique "Neuro-oncologie" de l'UKHD et de la DKFZ. Il est le porte-parole du centre de recherche collaborative UNITE GLIOBLASTOMA, qui est coordonné depuis Heidelberg et dans lequel les travaux récemment publiés ont été réalisés. Chaque nouvelle compréhension du fonctionnement de ces tumeurs et de leurs points faibles est une étape précieuse dans le développement de futures thérapies. Malgré les stratégies thérapeutiques modernes, les patients diagnostiqués avec un glioblastome ont un taux de survie moyen inférieur à deux ans.
Le virus de la rage se propage des cellules tumorales infectées aux cellules nerveuses en quête de contact
L'idée du Dr Venkataramani était d'utiliser un virus spécialisé dans l'infection du système nerveux pour combattre les cellules tumorales : les virus de la rage sont généralement transmis par la morsure d'un animal infecté et attaquent les cellules nerveuses. À partir de la morsure, ils migrent le long des connexions neuronales jusqu'au cerveau, où ils provoquent une inflammation potentiellement mortelle. Nous avons exploité la capacité des virus de la rage à passer d'une cellule nerveuse à l'autre par leurs points de contact", explique le neurologue.
Les modifications apportées au génome du virus garantissent que les virus ne passent que de la cellule tumorale aux cellules nerveuses directement connectées. La transmission de ces dernières à d'autres cellules nerveuses n'est pas possible. En outre, le virus modifié transfère le schéma génétique des protéines fluorescentes, rendant ainsi visibles les cellules tumorales et leurs partenaires en contact direct. Avec les techniques précédentes, ces contacts entre cellules ne pouvaient être repérés qu'à proximité immédiate de la tumeur. Grâce aux virus de la rage, nous pouvons désormais voir les partenaires de contact qui se connectent aux cellules tumorales sur de longues distances via de longues extensions cellulaires", explique Svenja Tetzlaff de l'équipe du Dr Venkataramani, l'un des deux auteurs principaux de l'article. Nous pouvons désormais cartographier l'ensemble du réseau de connexions entre la tumeur et les nerfs dans le cerveau".
Une croissance agressive et invasive dès les premiers stades de la maladie
Le traçage moléculaire des contacts a montré que les cellules tumorales se connectent très rapidement aux cellules nerveuses. Bien avant que la tumeur ne devienne visible par imagerie clinique et bien avant que les troubles neurologiques ne surviennent, les cellules cancéreuses sont déjà liées aux réseaux neuronaux. Nous ne nous attendions pas à cela. Cela signifie que la croissance agressive de ces tumeurs cérébrales se produit à un stade très précoce, bien avant les premiers signes de la maladie", explique Ekin Reyhan, jeune chercheur à la faculté de médecine de Heidelberg et premier auteur de l'article.
En outre, la nouvelle méthode de visualisation des partenaires de contact plus éloignés a révélé pour la première fois plusieurs types différents de cellules nerveuses. Les cellules nerveuses acétylcholinergiques, qui jouent un rôle important dans les processus de mémoire et d'attention, semblent toutefois jouer un rôle particulier. Lors d'expérimentations animales, la croissance des tumeurs a été ralentie lorsque les cellules tumorales ont été génétiquement modifiées de manière à ce qu'elles ne puissent plus recevoir de signaux de la part de ces cellules nerveuses.
La combinaison de radiations et de médicaments ciblés pourrait améliorer la thérapie
Les contacts étroits avec les cellules nerveuses saines permettent également au réseau tumoral de mieux survivre à l'irradiation, même si la tumeur principale dans la zone centrale de l'irradiation meurt, comme l'ont découvert les scientifiques : chez les souris, l'irradiation a augmenté l'activité neuronale, de sorte que davantage de signaux excitateurs ont atteint les cellules tumorales restantes, ce qui a favorisé leur propagation. Lorsque les chercheurs ont atténué l'hyperactivité des cellules nerveuses à l'aide d'un médicament spécifique contre l'épilepsie, la radiothérapie a eu un effet plus durable et le glioblastome s'est régénéré beaucoup plus lentement. Cela pourrait être très utile pour la thérapie", déclare le Dr Venkataramani. Venkataramani. "Toutefois, comme les résultats des expériences sur les animaux ne peuvent pas être transposés à l'échelle humaine, nous n'en aurons la certitude qu'après des essais cliniques sur des patients". Les virus rabiques modifiés pourraient également être utilisés pour bloquer les cellules nerveuses en contact avec la tumeur. L'équipe a montré que cela était possible en principe. Toutefois, des modifications importantes du virus sont encore nécessaires avant qu'il puisse être utilisé chez l'homme.
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
Svenja K. Tetzlaff, Ekin Reyhan, Nikolas Layer, C. Peter Bengtson, Alina Heuer, Julian Schroers, Anton J. Faymonville, Atefeh Pourkhalili Langeroudi, Nina Drewa, Elijah Keifert, ... Julio Saez-Rodriguez, Amir Abdollahi, Felix Sahm, Michael O. Breckwoldt, Bogdana Suchorska, Franz L. Ricklefs, Dieter Henrik Heiland, Varun Venkataramani; "Characterizing and targeting glioblastoma neuron-tumor networks with retrograde tracing"; Cell
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