Les chercheurs montrent comment l’emplacement et l’environnement d’une cellule tumorale affectent son identité
À l’aide de modèles 3D de tumeurs cancéreuses de l’ovaire, les scientifiques ont découvert des différences dans l’activité des gènes en fonction de l’emplacement d’une cellule dans une tumeur, démontrant comment l’emplacement et l’environnement d’une cellule dans une tumeur cancéreuse peuvent fortement influencer les gènes actifs et le rôle de la cellule dans la biologie du cancer. . Plus précisément, l’équipe codirigée par des chercheurs du National Center for Advancing Translational Sciences (NCATS), qui fait partie des National Institutes of Health, a montré que l’activité des gènes dans les cellules situées à la surface ou à proximité d’une tumeur différait de celle des cellules plus proches de la surface. centre tumoral.
L’approche associe l’utilisation d’une technologie pour révéler l’activité génétique de cellules uniques au sein d’une tumeur avec des colorants fluorescents qui se propagent dans les tumeurs. Ces travaux pourraient permettre aux chercheurs d’étudier comment les mêmes maladies peuvent varier chez les personnes et progresser différemment. Cette recherche pourrait aider les cliniciens à identifier des stratégies de traitement axées sur des zones spécifiques des tumeurs, ce qui pourrait conduire à de meilleurs traitements contre les cancers et d’autres maladies. L’équipe a publié ses résultats le 21 juin Systèmes cellulaires.
“Il est communément admis que l’emplacement d’une cellule et son environnement influencent son identité”, a déclaré Craig Thomas, Ph.D., chercheur translationnel au NCATS. “Deux cellules peuvent être génétiquement identiques mais avoir des identités cellulaires différentes, ce qui signifie que des gènes différents sont activés en raison de leur emplacement et de leur environnement. Notre objectif était d’établir une méthode simple pour étudier ce concept dans plusieurs contextes.”
Le nouveau système, appelé segmentation par perfusion exogène, ou SEEP, tire parti d’un colorant qui se diffuse dans les cellules d’une tumeur à un rythme définissable. Mesurer la quantité de colorant pénétrant dans les cellules tumorales individuelles fournit des informations sur l’emplacement de la cellule et, plus particulièrement, sur son accès à l’environnement extérieur. À l’aide de méthodes informatiques, les chercheurs ont lié ces informations à l’activité génétique des cellules, permettant ainsi aux scientifiques de relier l’identité des cellules à leur emplacement.
“Comprendre la relation entre les cellules et les effets de leur position dans l’espace est une question fondamentale dans le domaine du cancer, des troubles neurologiques et dans d’autres domaines”, a déclaré le co-auteur Tuomas Knowles, Ph.D., de l’Université de Cambridge.
Dans ce travail, les chercheurs ont utilisé trois types de modèles de laboratoire 3D – des sphéroïdes, des organoïdes et des modèles de souris – créés à partir de cellules cancéreuses de l’ovaire humain. Les sphéroïdes sont des amas 3D de cellules cultivées dans une assiette de laboratoire qui peuvent imiter certains traits d’organes et de tissus. Les organoïdes, également cultivés dans une assiette, sont des modèles 3D plus complexes qui imitent plus fidèlement la fonction et la structure des organes et des tissus. Dans les modèles murins, les chercheurs ont implanté des cellules cancéreuses de l’ovaire humaine pour former des tumeurs.
“Il est essentiel de comprendre que toutes les cellules d’une tumeur ne seront pas exposées à un médicament de la même manière”, a déclaré Knowles. “Un médicament anticancéreux peut tuer les cellules à la surface d’une tumeur, mais les cellules situées au milieu sont différentes et affectées différemment. Cela contribue probablement à l’échec de certaines thérapies.”
La méthode SEEP a révélé que les cellules tumorales situées près de la surface de la tumeur étaient plus susceptibles de subir une division cellulaire que les cellules plus proches du centre de la tumeur. Les cellules à la surface des tumeurs activent également des gènes pour les protéger des réponses du système immunitaire. Il n’est pas surprenant que ces réponses génétiques soient liées à la manière dont la tumeur se cache des défenses immunitaires de l’organisme.
Les chercheurs ont été surpris par les différences d’activité génétique entre les cellules situées à la surface ou à proximité et celles situées plus loin à l’intérieur des modèles de tumeurs du cancer de l’ovaire. Les résultats pourraient aider les scientifiques à mieux comprendre la structure des tumeurs. De telles informations pourraient conduire à des traitements améliorés. Une méthode possible de traitement du cancer pourrait consister à cibler les cellules susceptibles d’être affectées dans différentes zones des tumeurs.
“Certains types de cellules tumorales sont sensibles à certaines thérapies”, a noté le premier auteur et étudiant en médecine à l’Université Harvard, David Morse, Ph.D. “Savoir où se trouvent les cellules et leurs niveaux d’accessibilité dans la tumeur pourrait nous aider à décider comment utiliser les médicaments en association. Cela pourrait nous aider à savoir combien de temps administrer un médicament et quand passer à d’autres thérapies.”
