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Des cellules souches qui ne nous veulent pas du bien !

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Une équipe de scientifiques du Centre italien de recherche en oncologie, situé à Milan, vient de faire une découverte majeure dans la recherche sur le cancer du sein en isolant des cellules souches de tissus cancéreux prélevés chez une personne adulte atteinte du cancer du sein et en les propageant in vitro.

Tissu cancéreux, cellules souches et marqueurs CD24, CD44

L'expérience a permis l'identification de "mauvaises" cellules souches responsables de la croissance des tumeurs. Ces cellules diffèrent des types de cellule souche utilisés lors des transplantations pour traiter le lymphome et la leucémie.

Si certaines tumeurs cancéreuses peuvent être traitées, le diagnostic de cancer équivaut encore dans de nombreux cas à un arrêt de mort en dépit de tous les efforts de la médicine. Même si une intervention chirurgicale permet d'enlever toute trace de la tumeur, de nouvelles cellules cancéreuses peuvent rapidement se développer et prendre la place de la tumeur originale. Certains cancers résistent même aux substances chimiques toxiques et aux radiothérapies intenses, armes puissantes qui tuent rapidement les cellules en mitose et stoppent la croissance des autres tumeurs.

La clé de l'énigme - pourquoi certaines tumeurs sont-elles si difficiles à traiter - se trouve peut-être dans les cellules souches cancéreuses.

Durant des décennies, les chercheurs en oncologie ont été confrontés à deux visions concurrentes des tumeurs: dans un scénario, toutes les cellules d'une tumeur sont identiques et ont une même capacité à se diviser et à former de nouvelles tumeurs. Dans l'autre scénario, seules quelques cellules spécifiques sont capables de former de nouvelles tumeurs : les cellules souches cancéreuses.

La notion de cellules souches cancéreuses date des années 1950 au moins, mais pendant longtemps les scientifiques n'ont pas été en mesure de mener à bien les expériences nécessaires pour prouver leur existence en séparant les cellules souches cancéreuses des autres cellules de la tumeur.

Les premières expériences réussies ont été effectuées sur des cellules sanguines. En 1997, une équipe de chercheurs de l'université de Toronto a implanté dans des souris des cellules cancéreuses prélevées chez des patients atteints de leucémie, et a ainsi pu démontrer qu'une cellule leucémique humaine sur un million, en gros, était capable de reproduire la maladie. Les chercheurs en ont conclu que ces cellules rares pouvaient être considérées comme des cellules souches cancéreuses.

Des protéines, appelées marqueurs tumoraux, sont présentes à la surface de toutes les cellules cancéreuses. Ces marqueurs sont similaires aux empreintes digitales. Des scientifiques ont observé que les cellules dangereuses capables de reproduire la maladie présentaient sur leur surface des protéines caractéristiques : les cellules souches de la leucémie arborent une protéine, appelée CD34, également présente sur les cellules souches hématopoïétiques saines mais pas sur d'autres. En outre, la protéine CD38 - observée sur la plupart des autres cellules leucémiques - est systématiquement absente des cellules souches leucémiques humaines.

En 2003, une autre équipe de chercheurs de l'université de Michigan Medical School à Ann Arbor, dirigée par le docteur Muhammad Al-Hajj, a découvert qu'une petite minorité de cellules humaines de cancer du sein, représentant en gros entre 1 et 2 pour cent de la tumeur, pouvaient former des tumeurs une fois implantées dans des souris. Plus tard au cours de l'année 2003, deux équipes de recherche ont présenté, de façon indépendante, des preuves du rapport de causalité entre cellules souches cancéreuses et tumeurs cérébrales.

L'équipe italienne du Centre national de recherche en oncologie a franchi une nouvelle étape en isolant des cellules cancéreuses du sein ayant les propriétés de cellules souches et en les propageant pour la première fois in vitro. Les résultats de la recherche, menée par Dario Ponti, Maria Grazia Daidone et Marco Pierotti, ont été récemment publiés dans le Cancer Research Journal.

L'équipe a décrit l'isolation et la propagation in vitro de cellules initiatrices de cancer du sein prélevées sur trois lésions de cancer du sein et une ligne cellulaire établie de cancer du sein. Les cultures dérivées de carcinomes mammaires comprenaient des cellules indifférenciées capables d'auto-reconstitution, de prolifération extensive sous forme de grappes clonales sphériques non adhérentes, et de différentiation entre lignées épithéliales mammaires différentes.

Ces cellules cultivées, identifiées par deux marqueurs de leur membrane (CD44 et CD24), présentaient un marqueur de cellule souche spécifique, Oct-4, et étaient capables de produire de nouvelles tumeurs dès que 103 d'entre elles à peine étaient injectées dans des souris, contre le million de cellules nécessaires en l'absence de sélection préalable.

Les cultures à long terme de cellules tumorigéniques ayant des propriétés de cellules souches pourraient offrir un modèle in vitro approprié pour l'étude des cellules initiatrices de cancer, et constituer un outil valable pour développer des médicaments spécifiques et des stratégies thérapeutiques visant à éradiquer les cellules souches cancéreuses des tumeurs.

La recherche sur les cellules souches cancéreuses promet également de nouvelles découvertes sur le mode de propagation des cancers, la métastase. Selon les théories conventionnelles, la métastase est un processus évolutif au cours duquel un petit nombre de cellules d'une tumeur primaire accumulent progressivement des mutations génétiques qui leur permettent de s'étendre à d'autres tissus et d'y former de nouvelles tumeurs. Le modèle alternatif proposé aujourd'hui est le suivant : de nombreuses cellules d'une tumeur primaire se répandent dans le corps, mais une seconde tumeur ne peut se former que lorsqu'une cellule souche rare atteint un nouvel emplacement.

Au Centre italien de recherche en oncologie, le professeur Ponti dirige déjà une nouvelle recherche sur un autre type de cellule néoplastique et de cellule progénitrice dans les tumeurs pulmonaires.

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