Science Snaps : stopper le cancer dans son élan

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Un instantané d’une seule cellule cancéreuse de la peau d’une souris alors qu’elle glisse le long d’une boîte de Pétri. Les couleurs représentent la distance parcourue par la cellule, du bleu au rose en passant par le rouge. Crédit : Dr Nikki Paul.

Cela ressemble vaguement à une vague sous le microscope, le bord de la cellule s’écrasant et culbutant à mesure qu’elle avance sur la lame. Mais malgré les apparences, le mouvement des cellules est un processus précis et étroitement contrôlé, impliquant un réseau dynamique de molécules.

C’est moins vrai pour les cellules cancéreuses.

Échapper à ces restrictions de mobilité est une partie importante de la propagation des cellules cancéreuses dans le corps, et quelque chose que le Dr Nikki Paul du Cancer Research UK Beatson Institute souhaite comprendre plus en détail.

Les cellules cancéreuses s’échappent souvent de la tumeur et nous voulons les arrêter.

– Dr Nikki Paul

C’est un travail vital pour Paul, car la plupart des patients meurent d’un cancer qui s’est propagé et s’est installé dans une autre partie du corps, par un processus appelé métastase. Elle espère trouver des moyens d’arrêter le mouvement des cellules cancéreuses ou de les ralentir en utilisant des médicaments qui bloquent les molécules responsables de leur égarement.

Rendre les cellules cancéreuses mobiles

Les cellules se parlent constamment, reçoivent et émettent des signaux. Et certains de ces signaux incitent les cellules à capter et à se déplacer vers une partie complètement différente du corps. Cette migration peut être extrêmement bénéfique pour le corps, mobilisant nos cellules immunitaires pour nous aider à combattre l’infection ou les cellules se réunissant pour former une croûte sur une plaie.

Mais dans le cas des cellules cancéreuses, ce n’est pas aussi souhaitable.

C’est là qu’intervient Paul. Elle veut savoir où ils vont, ce qui les pousse à rompre avec l’endroit où ils ont commencé à grandir et, finalement, comment les arrêter.

Elle se concentre sur des projections en forme de doigt d’actine qui aident les cellules à se déplacer – les filopodes. Les cellules cancéreuses ont plus de ces projections pointues, montrées en blanc dans la vidéo ci-dessus, que les cellules saines. Et Paul veut savoir pourquoi, afin qu’elle puisse trouver un moyen d’arrêter ou de ralentir la migration des cellules cancéreuses.

Et pour ce faire, Paul avait besoin d’accéder à des caméras assez sophistiquées.

Une cellule de glace et de feu

Heureusement, le Cancer Research UK Beatson Institute abrite un certain nombre de microscopes puissants qui permettent aux scientifiques d’examiner le niveau des cellules individuelles.

L’image du haut a été prise par un microscope à super résolution. Il s’agit d’un instantané d’une seule cellule cancéreuse de la peau d’une souris alors qu’elle traversait une boîte de Pétri.

Et en utilisant un colorant qui se lie aux filaments d’actine qui composent les projections en forme de doigt, Paul peut observer la cellule cancéreuse vivre au microscope pendant qu’elle se déplace. L’arc en haut de l’image montre le bord d’attaque de la cellule, qui a une boussole intégrée. Et les différentes couleurs représentent la distance parcourue par la cellule – du bleu au rose en passant par le rouge – lorsqu’elle glisse le long de la surface.

En utilisant le microscope à super résolution, Paul peut visualiser la dynamique de la migration cellulaire et les interactions avec d’autres cellules. Et cela a révélé des préférences intéressantes.

Cette cellule particulière de mélanome de souris se déplace d’elle-même, mais il existe d’autres types de cellules cancéreuses qui préfèrent migrer en groupe, et certaines se déplacent plus rapidement que d’autres. Ces différences pourraient être importantes lorsqu’il s’agit de développer des stratégies pour empêcher la propagation des cellules cancéreuses.

« Nous pouvons également visualiser la migration des cellules cancéreuses dans les tissus, c’est vraiment utile pour récapituler ce qui se passe chez les patients », explique Paul.

Pourquoi les cellules cancéreuses migrent-elles ?

Nous avons déjà blogué sur les raisons pour lesquelles le cancer peut se propager à d’autres parties du corps. Et il s’avère qu’il y a beaucoup de choses qui pourraient éloigner une cellule cancéreuse de l’endroit où elle a commencé à se développer.

Souvent, les cellules cancéreuses accumulent des modifications dans leur ADN qui les rendent plus actives et plus susceptibles de migrer. Mais ce n’est pas la seule raison pour laquelle les cellules commencent à bouger, elles surveillent et réagissent constamment aux changements de leur environnement.

Paul explique que certains défauts de l’ADN peuvent modifier les besoins d’une cellule. Ils pourraient vouloir plus de nutriments, par exemple. Et ces envies peuvent amener la cellule cancéreuse à se détacher de la tumeur et à pénétrer dans la circulation sanguine, pour chercher un endroit plus confortable pour se développer.

Mais pour Paul, tout n’est pas une question de pourquoi. Comprendre comment les cellules se déplacent et envahissent d’autres parties du corps est une pièce vitale du puzzle, en particulier si l’objectif est de freiner les cellules cancéreuses.

Des scientifiques comme Paul peuvent visualiser les cellules cancéreuses au microscope et surveiller leur réaction aux médicaments qui ciblent le mouvement des cellules. En créant des vidéos en accéléré, Paul peut suivre la vitesse et la distance des cellules au fil du temps et comprendre comment elles mettent un pied devant l’autre.

Ensemble, cela fournit des informations importantes qu’ils peuvent utiliser pour développer des stratégies pour arrêter le cancer dans son élan.

« De nombreux nouveaux schémas thérapeutiques impliquent désormais une combinaison de thérapies », explique Paul. « Parfois, nous utilisons différents médicaments pour tuer les cellules cancéreuses, mais aussi pour les empêcher de migrer et de se propager en premier lieu.

Rupal Mistry est responsable du financement de la recherche à Cancer Research UK