Santé

Le cancer métastatique : intravasation, extravasation et colonisation

Dossier - Cancer : les mécanismes biologiques
DossierClassé sous :médecine , hyperplasie , polype

-

Le cancer touche 350.000 personnes par an en France et il est la première cause de mortalité. Malgré les multiples visages de cette maladie, les travaux de recherche des trente dernières années ont permis de définir des points communs aux cancers.

  
DossiersCancer : les mécanismes biologiques
 

Le stade métastatique est le dernier stade de l'oncogenèse. Le cancer métastatique est le plus agressif et le plus menaçant pour la vie de l'individu.

Figure 30. Le processus métastatique. Dans cet exemple, des cellules cancéreuses de l’estomac sont devenues invasives et elles peuvent pénétrer dans la circulation sanguine par intravasation. Dans la circulation sanguine, elles s’entourent de plaquettes et finissent par se bloquer dans un vaisseau sanguin du foie. Elles se mettent à proliférer et rompent le vaisseau sanguin, elles se retrouvent ainsi dans le tissu hépatique : c’est l’extravasation. Leur prolifération est limitée car elles ne sont pas adaptées à leur nouvel environnement, elles ne forment qu’une micrométastase. Si les cellules cancéreuses parviennent à s’adapter à leur nouvel environnement, ce qui peut prendre des années, elles colonisent le nouveau tissu pour former une métastase dans le foie. © Grégory Ségala

Après que les cellules cancéreuses ont acquis la capacité d'envahir les tissus environnants, les vaisseaux sanguins ainsi que les vaisseaux lymphatiques sont accessibles aux cellules cancéreuses. Les cellules cancéreuses pénètrent dans ces vaisseaux, sont disséminées dans l'organisme par les réseaux vasculaires et forment, à distance de la tumeur primaire, des métastases dans de nouveaux organes. Nous allons aborder uniquement le processus métastatique qui utilise le réseau vasculaire sanguin puisque c'est par la circulation sanguine que les cellules cancéreuses peuvent atteindre l'ensemble des organes du corps humain.

L’intravasation

L'entrée des cellules cancéreuses dans les vaisseaux sanguins s'appelle l'intravasation (Figure 30). Le passage des cellules cancéreuses dans la circulation sanguine nécessite la dégradation de la paroi d'un vaisseau sanguin pour qu'elles puissent y pénétrer. Cette étape peut être facilitée par les macrophages associés à la tumeur qui ouvrent un passage dans un vaisseau sanguin pour les cellules cancéreuses. Elles peuvent aussi pénétrer dans la circulation sanguine en empruntant le réseau vasculaire anarchique de la tumeur. En effet, le réseau vasculaire tumoral est malformé et constitué de vaisseaux présentant des fuites, ce qui facilite le passage des cellules cancéreuses dans ces vaisseaux. Chez la souris, on sait que lorsque l'animal porte une tumeur invasive d'un gramme, environ un million de cellules cancéreuses passent dans la circulation sanguine chaque jour. Cela veut dire que l'intravasation est très fréquente dans les cancers invasifs et qu'elle n'est pas l'étape limitant la dissémination métastatique.

L’extravasation

Dans la circulation sanguine, les cellules cancéreuses sont soumises à de fortes pressions hydrodynamiques qui peuvent les tuer. Elles peuvent s'entourer de plaquettes leur permettant de survivre aux contraintes physiques de la circulation sanguine. Lorsque les cellules cancéreuses arrivent à des capillaires sanguins qui perfusent un organe, elles se bloquent car leur diamètre est trop important pour arriver à passer. En effet, elles sont plus grosses que le diamètre des capillaires sanguins et les plaquettes qui les entourent gênent d'autant plus leur passage. Après s'être bloquées dans un capillaire sanguin d'un organe, les cellules cancéreuses peuvent proliférer au sein de ce capillaire et le rompre. Elles sortent alors de la circulation sanguine et rejoignent le tissu constituant l'organe touché : cela s'appelle l'extravasation.

La colonisation

L'environnement du nouveau tissu dans lequel sont les cellules cancéreuses n'est pas le même que celui de la tumeur dont elles proviennent. Ce nouvel environnement n'est pas favorable à la pousse tumorale et le petit groupe de cellules cancéreuses métastatiques forme une petite tumeur invisible appelée une micrométastase. Pour former une métastase, ces cellules doivent s'adapter au nouveau tissu ce qui leur prend beaucoup de temps : ce processus de formation de la métastase s'appelle la colonisation.

En clinique, il arrive que des métastases apparaissent plusieurs mois ou années après l'excision d'une tumeur chez un patient, bien qu'au moment de son opération aucune autre tumeur n'était détectable. Cela montre qu'au moment de l'excision de la tumeur, les micrométastases étaient déjà en place, et qu'elles ont mis plusieurs mois ou années à s'adapter à leur environnement pour former des métastases. Ce phénomène d'adaptation des cellules cancéreuses métastatiques à leur nouvel environnement est le facteur limitant la dissémination métastatique.
Selon l'endroit où émerge le cancer, certains organes vont être plus favorables pour le développement des métastases car ils fournissent dès le départ un environnement plus avantageux aux cellules cancéreuses. Par exemple pour les cancers du sein, les sites de métastases sont préférentiellement les os et les poumons tandis que pour les cancers du côlon, les métastases au niveau du foie sont plus fréquentes.

Le danger que représentent les métastases

Une tumeur menace la fonctionnalité de l'organe qu'elle touche par son développement anarchique. La pousse tumorale écrase les tissus sains de l'organe, la physionomie de l'organe est compromise ce qui perturbe sa fonction. Par exemple les tumeurs du côlon peuvent obstruer le passage du contenu digestif, les tumeurs hépatiques et pancréatiques empêchent la sécrétion des sucs digestifs par le foie et le pancréas, les tumeurs cérébrales peuvent diminuer l'alimentation du cerveau par la circulation sanguine en compressant le tissu cérébral ce qui perturbe les fonctions cérébrales.

Les métastases perturbent plusieurs fonctions vitales à la fois en se développant au niveau de plusieurs organes en même temps. Par conséquent, le cancer métastatique est nettement plus menaçant pour la vie de l'individu que le cancer in situ qui, quant à lui, ne touche qu'un seul organe. Les métastases sont responsables d'environ 90 % des décès causés par le cancer.