Tous les cancers sont le résultat de cellules qui se sont détraquées, se multiplient hors de contrôle et se développent au-delà de leurs contraintes normales. Mais toutes les tumeurs ne sont pas les mêmes: pour des raisons qui restent mal contains, certaines sont moreover susceptibles de devenir agressives et de métastaser vers d'autres functions du corps.




Une nouvelle recherche met en évidence un component longtemps négligé de la manière et des raisons pour lesquelles certaines tumeurs deviennent furthermore dangereuses que d'autres. Une équipe dirigée par Elaine Fuchs de Rockefeller a découvert que les propriétés mécaniques des éléments tissulaires qui entourent les cellules tumorales pré-malignes façonnent puissamment le développement de deux des formes les furthermore courantes de most cancers de la peau, rendant l'une bien additionally agressive et invasive que l'autre.

Les travaux, publiés récemment dans Nature, pourraient éventuellement aider les cliniciens à prédire remark une tumeur particulière évoluera et pourrait conduire à de nouvelles thérapies anticancéreuses.




Pas si basic

Les chercheurs se sont concentrés sur deux sorts de tumeurs qui proviennent des cellules souches de la peau appelées cellules souches épidermiques: les carcinomes basocellulaires et épidermoïdes, ces derniers ayant tendance à être beaucoup as well as agressifs et dangereux que les autres. Les deux forms de tumeurs possèdent également des buildings et des apparences très distinctives: les carcinomes basocellulaires proviennent de groupes de cellules ressemblant à des bourgeons, tandis que les carcinomes épidermoïdes commencent par de minuscules plis dans le tissu cutané.

Dirigée par le stagiaire postdoctoral Vince Fiore dans le laboratoire d'Elaine Fuchs, l'équipe a induit chaque kind de tumeur dans deux groupes différents de souris génétiquement modifiées, puis a mesuré leurs propriétés physiques et celles des tissus environnants. En collaboration avec des chercheurs de l'Université de Princeton, ils ont également construit des modèles informatiques de l'épiderme qui simulaient avec précision comment les tumeurs sont apparues et ont acquis leurs formes caractéristiques.

Des recherches antérieures avaient montré que dans des tissus simples à une seule couche tels que ceux trouvés dans l'intestin, les tumeurs se développent et changent de forme en grande partie en réponse à la prolifération rapide des cellules cancéreuses et aux forces qu'elles exercent lorsque les cellules se poussent et se tirent les unes sur les autres. Mais les simulations informatiques de l'équipe ont montré que ces facteurs ne peuvent pas générer les formes et les structures distinctives des carcinomes basocellulaires et épidermoïdes qui se forment dans des tissus multicouches furthermore complexes comme l'épiderme – une recommendation qui a été confirmée par des expériences sur les souris.

L'équipe s'est donc mise à la recherche d'autres coupables qui pourraient en fait produire les deux sorts de tumeurs distincts.

Un rocher et un endroit dur

En analysant les différences d'expression génique entre les deux kinds de tumeurs, Fiore et ses collègues ont identifié un ensemble de gènes qui jouent un rôle essentiel dans l'établissement des propriétés physiques de la membrane basale, une great couche dense de protéines entrelacées sécrétées par les cellules souches de l'épiderme et ses tumeurs en développement. « La membrane basale agit comme une sorte de plancher qui sépare la tumeur des tissus environnants », explique Fiore.

La modélisation informatique a prédit que le ramollissement de la membrane basale ou l'augmentation de la vitesse à laquelle elle est assemblée générerait les bourgeons caractéristiques des carcinomes basocellulaires. Le raidissement de la membrane ou le ralentissement de sa vitesse d'assemblage, par contre, provoquerait le repliement associé aux carcinomes épidermoïdes.

Pour tester ces prédictions, les chercheurs ont manipulé l'expression des gènes chez leurs animaux de laboratoire, modifiant la rigidité et le taux d'assemblage de la membrane basale de diverses manières. Les simulations se sont avérées correctes: la modification des propriétés mécaniques de la membrane basale a en fait influencé à la fois la forme et le comportement des carcinomes basocellulaires et squameux.

« Dans chaque cas, ce que nous avions prédit se produirait effectivement », dit Fiore.

D'autres expériences ont révélé que les carcinomes basocellulaires et épidermoïdes ne sont pas seulement façonnés par les propriétés physiques du sol sous leurs pieds, cependant. Leur composition et leur comportement sont également influencés par la rigidité du toit au-dessus de leurs têtes: les couches de cellules dites suprabasales qui se trouvent directement au-dessus d'elles.

Les carcinomes épidermoïdes sont caractérisés par un toit suprabasal relativement rigide, ce qui rend in addition possible que les tumeurs finissent par percer le plancher de la membrane basale, s'échapper dans les couches moreover profondes de la peau et finalement se propager dans tout le corps. Les carcinomes basocellulaires, dont le toit suprabasal est moins rigide, sont in addition susceptibles de rester en position, ce qui les rend additionally bénins.

« Parce que les cellules souches épidermiques fabriquent à la fois la membrane basale et les cellules suprabasales sus-jacentes, elles contrôlent l'architecture du tissu », explique Fuchs, professeur Rebecca C. Lancefield de Rockefeller. « Cependant, à mesure que les cellules souches acquièrent des mutations cancérigènes qui modifient leur programme d'expression génique, elles commencent à perdre le contrôle des propriétés mécaniques nécessaires pour maintenir le tissu en forme et en bonne santé. »

En identifiant certains des gènes qui façonnent le développement de la tumeur, la recherche pourrait un jour aider les cliniciens à prédire si une tumeur particulière est vulnerable de devenir dangereusement agressive – et à fournir des cibles pour les médicaments qui pourraient empêcher que cela se produise.

« Avec ces principes à l'esprit, vous pouvez commencer à comprendre remark les tumeurs deviennent malignes, puis utiliser ces connaissances pour effectuer une évaluation des risques ou développer de nouvelles thérapies », déclare Fiore.