Percée : pour la première fois, des mini-tumeurs sont cultivées à partir de cellules cancéreuses circulantes
Nouvelles approches contre le cancer du sein métastatique
Les cellules tumorales circulant dans le sang sont les "cellules germinales" des métastases du cancer du sein. Elles sont très rares et ne pouvaient pas être reproduites en boîte de culture jusqu'à présent, ce qui rendait difficile la recherche sur la résistance aux thérapies. Une équipe du Centre allemand de recherche sur le cancer (DKFZ), de l'Institut des cellules souches de Heidelberg HI-STEM et du NCT Heidelberg a réussi pour la première fois à cultiver des organoïdes tumoraux stables directement à partir d'échantillons de sang de patientes atteintes d'un cancer du sein. Grâce à ces mini-tumeurs, les chercheurs ont pu décrypter une voie de signalisation moléculaire qui assure la survie des cellules cancéreuses et leur résistance au traitement. Grâce à ces connaissances, l'équipe a pu mettre au point une approche permettant d'éliminer spécifiquement ces cellules tumorales lors d'expériences en laboratoire.
Les métastases sont des ramifications dangereuses des tumeurs qui se propagent aux organes vitaux tels que le foie, les poumons ou le cerveau et sont généralement difficiles à traiter. Même si le pronostic des patientes atteintes d'un cancer du sein s'est considérablement amélioré au cours des dernières décennies, le cancer du sein métastatique constitue toujours un défi majeur, car les métastases ne répondent souvent que temporairement au traitement.
Les métastases du cancer du sein sont provoquées par des cellules cancéreuses qui se détachent de la tumeur primaire et migrent vers d'autres organes via la circulation sanguine. Ces cellules cancéreuses circulantes (CTC) sont extrêmement rares et se cachent parmi les milliards de cellules sanguines. Andreas Trumpp, chef d'une division de recherche au DKFZ et directeur de HI-STEM, avait déjà démontré il y a plusieurs années que seules quelques cellules tumorales circulantes sont capables de former une nouvelle métastase dans un autre organe. Ces "cellules germinales" des métastases, pour la plupart résistantes aux thérapies, sont très rares, difficiles à isoler et ne pouvaient pas être multipliées en laboratoire jusqu'à présent. "Il est donc difficile de mettre au point de nouvelles thérapies ciblées qui s'attaquent directement aux cellules initiatrices des métastases. Cependant, si nous comprenons comment ces cellules survivent au traitement initial et ce qui motive leur résistance, nous pourrons nous attaquer à la formation des métastases du cancer du sein à la racine et peut-être même un jour les prévenir", explique le premier auteur de l'article, Roberto Würth, du laboratoire de Trumpp.
L'équipe d'Andreas Trumpp a réussi pour la première fois à multiplier des CTC à partir d'échantillons de sang de patientes atteintes d'un cancer du sein et à les cultiver sous forme d'organoïdes tumoraux stables dans une boîte de culture. Jusqu'à présent, cela nécessitait toujours un détour, à savoir la propagation complexe et longue des CTC chez des souris immunodéficientes. Pour comprendre comment les cellules tumorales deviennent résistantes aux traitements, les chercheurs ont besoin de matériel tumoral prélevé à différents moments de l'évolution de la maladie. Contrairement aux prélèvements chirurgicaux d'échantillons de tissus (biopsies), les échantillons de sang sont simples et peuvent être prélevés plusieurs fois.
Les mini-tumeurs tridimensionnelles et spécifiques au patient peuvent être cultivées à partir d'échantillons de sang plusieurs fois au cours de la maladie et conviennent parfaitement à l'étude des mécanismes moléculaires qui permettent aux tumeurs de survivre malgré le traitement. Des tests précliniques sur l'efficacité des médicaments anticancéreux déjà disponibles peuvent également être réalisés rapidement et à grande échelle sur des organoïdes dans la boîte de culture.
Dans le cadre de l'essai clinique CATCH (ClinicalTrials.gov ID : NCT05652569) au NCT Heidelberg, la diversité génétique des cellules cancéreuses du sein des patientes est analysée. Grâce à la culture réussie des organoïdes, l'équipe de recherche interdisciplinaire de Trumpp, en étroite collaboration avec les experts de l'essai CATCH, a pu identifier une voie de signalisation clé qui assure la croissance et la survie des CTC du cancer du sein dans le sang. La protéine NRG1 (neuregulin 1) agit comme un "carburant" vital. Elle se lie au récepteur HER3 des cellules cancéreuses et, avec le récepteur HER2, active les voies de signalisation qui assurent la croissance et la survie des cellules. Ce qui est également passionnant, c'est que même si ce carburant s'épuise ou si les récepteurs sont bloqués par des médicaments, les cellules trouvent de nouvelles astuces. Une autre voie de signalisation, contrôlée par le FGFR1 (récepteur 1 du facteur de croissance des fibroblastes), intervient et assure la croissance et la survie.
"Grâce à ces 'dérivations', les tumeurs réagissent aux influences extérieures, par exemple aux thérapies ciblées contre HER2. Il s'agit d'un mécanisme crucial dans le développement de la résistance aux thérapies", explique Roberto Würth. Les chercheurs ont utilisé des organoïdes pour montrer qu'un blocage combiné des deux voies de signalisation (NRG1-HER2/3 et FGFR) peut efficacement stopper la prolifération des cellules tumorales et induire la mort cellulaire.
Andreas Trumpp résume : "La possibilité de cultiver en laboratoire des CTC provenant du sang de patientes atteintes d'un cancer du sein en tant qu'organoïdes tumoraux à différents moments constitue une avancée décisive. Il est ainsi beaucoup plus facile d'étudier comment les cellules tumorales deviennent résistantes aux thérapies. Sur cette base, nous pouvons développer de nouveaux traitements qui peuvent également tuer spécifiquement les cellules tumorales résistantes. Une autre approche envisageable consiste à adapter les thérapies existantes de manière à réduire, voire à empêcher, le développement de la résistance et des métastases dès le départ. Comme les organoïdes sont spécifiques à chaque patient, cette méthode permet d'identifier ou de développer des thérapies personnalisées qui sont adaptées de manière optimale aux maladies respectives". Avant de pouvoir être utilisée pour traiter des patientes atteintes d'un cancer du sein, la méthode doit d'abord être testée dans le cadre d'essais cliniques.
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
Roberto Würth, Elisa Donato, Laura L. Michel, Massimo Saini, Lisa Becker, Tasneem Cheytan, Daria Doncevic, Tobias Messmer, Ewgenija Gutjahr, Rebecca Weber, Corinna Klein, Hamed Alborzinia, Umut Yildiz, Vanessa Vogel, ... Holger Sültmann, Carl Herrmann, Verena Thewes, Peter Lichter, Andreas Schneeweiss, Martin R. Sprick, Andreas Trumpp; "Circulating tumor cell plasticity determines breast cancer therapy resistance via neuregulin 1–HER3 signaling"; Nature Cancer, 2025-1-3
Autres actualités du département science
