Les chercheurs se concentrent sur les «cellules souches» qui semblent être à l’origine de certaines formes de cancer (Image avec l’aimable autorisation de Science/AAAS)
La biologie a son lot de questions controversées, et l’existence de « cellules souches » cancéreuses – des cellules résistantes au traitement au cœur d’une tumeur – est certainement controversée.
Nous avons déjà écrit à propos de ces cellules énigmatiques, mais elles ont encore fait les gros titres cette semaine, nous avons donc voulu revenir sur la question.
Les gros titres sont apparus grâce à la publication de trois articles de recherche passionnants dans les meilleures revues internationales, Science et La nature, qui a montré, avec de magnifiques détails fluorescents, le développement de tumeurs à partir de ce qui semble être une forme de cellule « semblable ».
Voyons ce que les chercheurs ont fait et ce que cela signifie.
Alors de quoi parle le buzz ?
Nous savons maintenant que les cellules d’une tumeur ne sont pas toutes des copies carbone les unes des autres, mais présentent un éventail saisissant de caractéristiques. Certaines cellules présentent des signes de spécialisation (également appelée différenciation), tandis que d’autres ne le font pas. Et certaines cellules se divisent activement tandis que d’autres semblent rester tranquillement assises.
Cette diversité, également connue sous le nom d’hétérogénéité, a été observée pour la première fois au XIXe siècle et son importance est depuis la source de débats et de controverses scientifiques.
L’hypothèse des cellules souches cancéreuses reprend cette idée et l’accompagne. Cela suggère que certaines cellules de la tumeur solide sont nettement plus égales que d’autres. La plupart des cellules d’une tumeur, soutient-il, restent inactives – ne fournissant guère plus que du volume. Les cellules qui comptent vraiment sont les cellules souches cancéreuses – le « cercle intérieur » insaisissable et exclusif capable de diviser et de reconstituer la tumeur, la reine des ruches.
La reine est morte, vive la reine !
Poursuivant l’analogie de la ruche, l’attrait de l’idée des cellules souches cancéreuses est soudainement mis en évidence ; de même que tuer la reine des abeilles entraîne la disparition de la ruche, détruire les cellules souches cancéreuses, devrait, en théorie, empêcher la tumeur de se renouveler. Et c’est une idée qui a attiré un public dévoué parmi une partie de la communauté scientifique. Il a été avancé que les traitements échouent parfois parce qu’ils ne tuent que les cellules cancéreuses en vrac (l’équivalent des abeilles ouvrières) et non les cellules souches cancéreuses.
Tuez les ouvrières et la reine mène la ruche à la récupération. Tuez la reine – ou les cellules souches d’une tumeur – et c’est fini.
Mais les scientifiques sont une espèce sceptique. Même les meilleures idées doivent être prouvées avant de pouvoir être acceptées, et l’hypothèse des cellules souches cancéreuses n’est pas différente. Prouver que les cellules souches jouent un rôle important dans la croissance tumorale a été semé d’embûches – trouver des moyens de les isoler est techniquement difficile, de sorte que les sceptiques ont fait valoir que les tests utilisés sont jonchés d’insuffisance.
Et pour compliquer encore les choses, le contexte est primordial en biologie – ce qui est vrai dans le sein ou le pancréas ne se produira pas nécessairement dans, disons, la prostate. Prouver la théorie des cellules souches cancéreuses ne sera pas une question d’expérience unique et définitive, mais plutôt l’accumulation constante de pièces d’un puzzle complexe.
Alors, la vraie cellule souche cancéreuse pourrait-elle se lever ?
Les expériences de « traçage de la lignée » consistent à marquer des cellules individuelles avec une étiquette fluorescente et à suivre leur destin
(Image avec l’aimable autorisation de Science/AAAS)
En ce moment même, le puzzle est encore incomplet. Mais trois pièces importantes ont été mises en place cette semaine.
Trois groupes de recherche ont chacun pris un type de cancer différent et ont posé la même question : la majorité des cellules d’une tumeur descendaient-elles d’un petit nombre d’ancêtres (comme le prédirait la théorie des cellules souches cancéreuses) ou étaient-elles un mélange ?
Autrement dit, y a-t-il une reine des abeilles en résidence ?
Bien que chaque groupe ait travaillé sur un type de tumeur différent (cancers du cerveau, de l’intestin et de la peau), ils ont tous utilisé une technique biologique ingénieuse appelée le traçage de la lignée. Les cellules individuelles reçoivent une étiquette colorée qu’elles transmettent à leur fille. Cela signifie que l’ascendance d’une cellule peut être déterminée simplement en regardant sa couleur.
Rapports dans La nature, une équipe de chercheurs belges dirigée par le Dr Cédric Blanpain a fourni des preuves convaincantes que les cellules souches cancéreuses jouent un rôle important dans le cancer de la peau. Son groupe a découvert que, chez la souris, les cellules des tumeurs cutanées bénignes (appelées papillomes) provenaient toutes de quelques cellules sélectionnées. L’image ci-dessous illustre ceci : les cellules en rouge sont issues d’une seule cellule souche marquée en rouge :
Dans cette tumeur cutanée, les cellules marquées en rouge sont toutes issues d’une seule cellule souche (Crédit : G. Driessens)
Pendant ce temps, aux Pays-Bas, l’équipe du professeur Hans Clevers s’est concentrée sur les cellules de l’intestin. Son équipe a étiqueté les cellules intestinales individuelles en rouge, jaune, bleu ou vert.
Lorsque des adénomes (tumeurs bénignes pouvant évoluer en cancer de l’intestin) ont pu se développer, ils avaient tendance à être d’une seule couleur, ce qui implique qu’ils provenaient tous d’une seule cellule.
Dans cette image, les cellules vertes sont des cellules souches intestinales (avec la permission de H. Snippert)
Ces deux études ont été menées sur des tumeurs bénignes, mais qu’en est-il des tumeurs malignes ? Ce sont celles que nous avons tendance à considérer comme des « cancers », car elles ont le potentiel de se propager. Aux États-Unis, une équipe dirigée par le professeur Luis Parada a également utilisé le traçage de la lignée pour montrer que la plupart des cellules d’un type de tumeur cérébrale appelée glioblastome étaient les descendants de quelques cellules sélectionnées (vraisemblablement des cellules souches cancéreuses).
Il est également allé plus loin, montrant d’abord que la chimiothérapie a éliminé la majeure partie de la tumeur mais a laissé ces cellules souches cancéreuses intactes. Et puis, dans une élégante série d’expériences, son équipe a découvert que les cellules de tumeurs qui réapparaissaient après le traitement étaient toutes des descendants de ces cellules souches cancéreuses. Enfin, ils ont découvert que la combinaison de la chimiothérapie et de la ruse génétique pour éliminer ces cellules entraînait l’effondrement de la totalité de la tumeur.
Ensemble, ces articles sont la preuve la plus solide à ce jour que l’existence d’une tumeur solide dépend d’un petit groupe de cellules cancéreuses ayant des propriétés « semblables aux cellules souches ».. Et plus important encore, il semble que tout traitement pour les tumeurs qui se sont propagées seulement pouvoir guérir les gens si il attaque ces cellules souches cancéreuses.
Donc, si nous éliminons les cellules souches cancéreuses, nous pourrons tous rentrer chez nous ?
Malheureusement, les choses ne sont jamais aussi simples. Les trois études ont été réalisées sur des souris, la prochaine étape évidente consiste donc à montrer que ces cellules sont tout aussi importantes dans le cancer humain. Ensuite, nous avons le problème potentiel des dommages collatéraux à traiter. Il existe un risque que les traitements contre les cellules souches cancéreuses endommagent également les cellules souches normales et saines des tissus qui aident à reconstituer les cellules après une blessure ou une usure normale. Si tel était effectivement le cas, les conséquences pourraient être désastreuses.
Et il pourrait y avoir un autre défi. Dans la ruche, les ouvrières réagissent rapidement à la mort de la reine en la remplaçant par une nouvelle. Et certaines preuves suggèrent que cela pourrait se produire dans la tumeur en raison d’un phénomène connu sous le nom de « plasticité cellulaire » qui permet aux cellules tumorales normales de se transformer en cellules souches cancéreuses, si la situation l’exige.
Mais les scientifiques du monde entier, y compris le nôtre, relèvent le défi. Ils découvrent les différences subtiles qui distinguent les cellules souches tissulaires normales des cellules souches cancéreuses. Cela leur permettra de concevoir des traitements ciblés spécifiquement sur les défauts, qui laisseraient indemnes les cellules souches des tissus sains. Et ils demandent également si l’habitat naturel d’une cellule souche, ou son microenvironnement, pourrait être modifié pour en faire un endroit plus hostile pour les cellules souches cancéreuses.
Seul le temps nous dira si cette recherche représente vraiment un « changement de paradigme », comme l’a écrit la BBC cette semaine, ou si nous allons connaître plus de rebondissements dans le débat sur les cellules souches au cours des prochains mois.
Ce qui est certain, c’est que de telles recherches en laboratoire – telles que les travaux que nous finançons dans tout le pays – sont cruciales si nous voulons percer le mystère de la reine des abeilles dans la ruche : la cellule souche cancéreuse.
Les références
- Driessens, G., Beck, B., Caauwe, A., Simons, BD & Blanpain, C. (2012). Définir le mode de croissance tumorale par analyse clonale, La nature, DOI : 10.1038/nature11344
- Chen, J., Li, Y., Yu, TS, McKay, RM, Burns, DK, Kernie, SG et Parada, LF (2012). Une population cellulaire restreinte propage la croissance du glioblastome après chimiothérapie, La nature, DOI : 10.1038/nature11287
- Schepers, AG, Snippert, HJ, Stange, DE, van den Born, M., van Es, JH, van de Wetering, M. & Clevers, H. Lineage Tracing Reveals Lgr5+ Stem Cell Activity in Mouse Intestinal Adenomas, Science, DOI : 10.1126/science.1224676