Comment les tumeurs cérébrales s'adaptent-elles à travers des écosystèmes complexes

Malgré les progrès de la technologie médicale et une compréhension en constante évolution des mécanismes de progression du cancer, chercheurs et cliniciens sont confrontés à de nombreuses difficultés pour trouver un traitement curatif aux formes les plus agressives de cancer. Cela est particulièrement vrai pour le glioblastome multiforme, la forme de cancer du cerveau humain la plus répandue et la plus agressive.

Le glioblastome est universellement fatal. Certaines des caractéristiques les plus destructrices de ces tumeurs, telles que la croissance incontrôlée et envahissante dans des tissus sains, rendent cette forme de cancer du cerveau très difficile à traiter. Les personnes non traitées touchées ne survivent généralement que quelques mois. Le traitement de référence actuel est une combinaison de chirurgie, chimiothérapie et radiothérapie, mais cela prolonge rarement la survie des patients. au-delà de deux ans comme les tumeurs plus résistantes repoussent toujours. La capacité des cellules à s’adapter, à évoluer et à s’évader permet aux cellules tumorales plus robustes de développer des mécanismes de défense contre le traitement conventionnel.

Les cellules cancéreuses sont aussi uniques que les flocons de neige

Pour comprendre comment les tumeurs du glioblastome peuvent évoluer pour devenir plus résistantes, il est important de reconnaître les tumeurs cérébrales non pas en tant que tissus uniformes, mais en tant que populations complexes de types cellulaires divers, dynamiques et en transformation.

 

Dans les tissus sains, un système coordonné de molécules régule étroitement le taux de division cellulaire et l'expression des gènes en réponse à des signaux environnementaux. Dans les cellules cancéreuses, cette machinerie est compromise et les cellules commencent à se diviser de manière incontrôlable et à créer des mutations génétiques. À mesure que les cellules se reproduisent, l'identité génétique de la progéniture évolue à chaque nouvelle division.


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Nous constatons également de plus en plus de preuves que les glioblastomes sont maintenus par une petite cache de cellules souches cancéreuses. Ce sont des cellules robustes à division lente, capables de se transformer en de nombreux types de cellules dans de bonnes conditions et de reconstruire des tumeurs avec de nouvelles cellules de profil génétique différent.

Beaucoup de ces types de cellules possèdent des traits de survie. Les cellules à division rapide peuvent échapper au traitement chirurgical, par exemple en se développant et en répliquer plus profondément dans le cerveau où un environnement plus acceptable leur permet de se développer avec moins de menaces pour leur bien-être. Ces cellules évadées diffusent souvent à travers le cerveau en se détournant et en migrant le long des vaisseaux sanguins. Cette invasion et cette migration placent un tampon de tissu sain entre la masse tumorale et le scalpel du chirurgien.

On peut également résister à la chirurgie grâce à un processus appelé angiogenèse, qui consiste en la production de nouveaux vaisseaux sanguins signalés par les cellules tumorales. pour obtenir de nouvelles lignes d'approvisionnement en nutrition. De nombreuses cellules de la tumeur possèdent une boîte à outils de gènes à signaler pour ces nouvelles fournitures.

Certaines cellules tumorales du cerveau expriment aussi des gènes tels que MGMT, Qui accorde la possibilité de réparer les dommages de l'ADN induits par la chimiothérapie et bypass la mort cellulaire programmée. Étant donné que témozolomide, le médicament actuellement utilisé pour traiter le glioblastome, agit en endommageant l’ADN grâce à un processus appelé méthylation, des cellules MGMT-positives pouvant résister aux effets du médicament. Comme les cellules tumorales facilement exposées et celles qui sont sensibles aux médicaments et aux radiations sont éliminées, les cellules présentant ces caractéristiques de survie sont sélectionnées pour une expansion et peuvent devenir le type de cellule dominant dans une masse tumorale.

Les tumeurs sont des écosystèmes tapageuses

En comparant le paysage de la tumeur à un écosystème, on peut appliquer un modèle évolutif d'adaptabilité, pressions environnementales et sélection. Dans un écosystème, de nombreuses espèces végétales et animales se disputent des ressources limitées, en maintenant un rapport de force en mutation dynamique. Si nous intervenons dans une espèce, un concurrent peut hériter d'une plus grande part des ressources et avoir plus de place pour se disperser.

 

Ces principes peuvent être appliqués à l'habitat de la tumeur, car différents types de cellules cancéreuses se disputent l'espace dans le cerveau. De même, les cellules d'un écosystème tumoral suivent des schémas ressemblant au modèle darwinien de sélection naturelle. Les cellules en division peuvent produire une progéniture présentant des mutations qui les équipent d'outils pour favoriser la production de nouveaux vaisseaux sanguins et se diviser plus rapidement. Cela leur donne un avantage concurrentiel pour sécuriser les ressources et les reproduire avec succès.

traitements de la prochaine génération

Une compréhension actualisée de l'environnement du cancer du cerveau pourrait favoriser la découverte d'options de traitement nuancées à l'avenir. Une de ces stratégies consisterait à minimiser l’évolution de la tumeur en maintenant les cellules dans un état de division lente et en réponse au traitement plutôt que de les cibler pour une éradication générale. Pour que cette stratégie soit réalisée, les chercheurs cliniques pourraient étudier de nouveaux moyens d’arrêter la progression du glioblastome en ciblant et en altérant les mécanismes permettant aux cellules tumorales de s’adapter à leur écosystème.

A étude récente utilisé des modèles informatiques de cartes du génome de la Projet d'atlas du génome du cancer d'identifier des cibles telles que ERBB2 ou EGFR pour lesquelles des médicaments ou traitements anticancéreux sont déjà disponibles ou en cours d'essais cliniques. Beaucoup de ces cibles sont bien connues dans la recherche sur le cancer en tant qu'outils exploités par les cellules tumorales pour développer un avantage concurrentiel.

Se concentrer sur ces cibles peut constituer une opportunité de bloquer les capacités de signalisation pour des traits plus agressifs sans tuer les cellules et donner plus d’espace à un challenger. Cela réduirait essentiellement une partie des cellules tumorales sans déséquilibrer sérieusement l'écosystème.

Un certain nombre de développements intéressants ont été réalisés dans le domaine de la immunothérapie et des tours la médecine personnalisée par séquençage du génome entier, mais cette technologie en est encore à ses balbutiements. Une stratégie dans laquelle la population de cellules de glioblastome est maintenue paresseuse et apaisée plutôt que tapageuse et compétitive peut compléter les traitements actuels pour améliorer la qualité de vie des patients. Une telle approche pourrait acheter aux patients quelques années de plus pendant que nous développons et perfectionnons la prochaine génération de traitement.

La Conversation

Darren Ó hAilín est candidat au doctorat en médecine moléculaire à l'Université de Fribourg .

Cet article a été publié initialement le La Conversation. Lis le article original.

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