Empêcher les cellules cancéreuses de coloniser le foie

Lorsque les cancers sont mortels, les métastases en sont responsables dans neuf cas sur dix : il s'agit de rejets de la tumeur dite initiale qui affectent d'autres organes du corps. Alors que la médecine a fait de grands progrès dans le traitement des premières tumeurs, elle est encore largement impuissante face aux métastases. Il n'existe aujourd'hui aucun médicament permettant d'empêcher de nouvelles métastases.

Dans la revue spécialisée page externeNature des résultats publiés par des chercheurs dirigés par Andreas Moor au Département des systèmes biologiques de l'ETH Zurich à B?le ont mis en évidence la manière dont les cellules cancéreuses de l'intestin s'installent dans le foie. Leurs résultats aident à développer un éventuel traitement qui permettra peut-être à l'avenir d'empêcher la formation de métastases.

Le mécanisme d'arrimage moléculaire élucidé

Pour former de nouvelles branches, les cellules cancéreuses se détachent de la première tumeur et passent dans les vaisseaux sanguins. "Le fait que le cancer de l'intestin se propage dans le foie est lié à notre approvisionnement en sang", explique Moor. Le sang s'enrichit d'abord en nutriments dans l'intestin, puis il passe dans le foie, où les nutriments sont métabolisés. Pour les cellules cancéreuses de l'intestin qui se propagent, le foie est le terminus. "Elles s'accrochent au réseau capillaire du foie", explique Moor.

Comme le montrent maintenant Costanza Borrelli, doctorante dans le groupe de Moor, et ses collègues, la capacité des cellules cancéreuses accrochées à s'implanter dans leur nouveau lieu dépend aussi dans une large mesure des cellules hépatiques. La science sait depuis plus de 100 ans que les cellules cancéreuses - comme les graines de plantes dans le sol - dépendent de leur environnement pour leur croissance. Mais les mécanismes moléculaires qui jouent un r?le dans ce processus restaient jusqu'à présent obscurs.

Gr?ce à des expériences sophistiquées sur des souris génétiquement modifiées, Moor et son équipe ont découvert que certaines protéines à la surface des cellules sont importantes : si les cellules hépatiques présentent une protéine appelée plexine B2 et si les cellules cancéreuses de l'intestin disposent de certaines protéines de la famille des sémaphorines, les cellules cancéreuses de l'intestin peuvent s'arrimer aux cellules hépatiques.

Poteau indicateur dans le système nerveux

Le fait que les cellules cancéreuses qui exhibent des sémaphorines à leur surface sont particulièrement dangereuses est prouvé par des études cliniques auxquelles les chercheurs de l'équipe Moor font référence dans l'article spécialisé. Les données de l'étude montrent que les patients atteints de cancer du c?lon développent plus t?t et plus souvent des métastases hépatiques lorsque leur tumeur produit de grandes quantités de sémaphorine.

Jusqu'à présent, la recherche connaissait la plexine - et son partenaire d'interaction la sémaphorine - pour leur fonction dans le système nerveux, où les deux protéines indiquent le chemin aux prolongements en croissance des cellules nerveuses et assurent ainsi leur interconnexion correcte. "On ne sait absolument pas pourquoi les cellules hépatiques produisent également de la plexine et ce que fait cette protéine dans le foie sain - et cela nous intéresse beaucoup", explique Moor. La question de sa fonction reste donc ouverte.

Retour à la forme sédentaire

Les chercheurs autour de Moor ont en revanche clarifié le fait que le contact direct entre la plexine et la sémaphorine déclenche des modifications profondes dans les cellules cancéreuses du c?lon. Pour s'échapper de la première tumeur, les cellules cancéreuses doivent changer d'identité : elles perdent leur appartenance à la couche de couverture dans l'intestin, appelée épithélium, et coupent les liens étroits avec leurs cellules voisines.

En chemin dans le flux sanguin, les cellules cancéreuses ressemblent alors à des cellules du tissu conjonctif (appelé mésenchyme). Mais lorsqu'elles trouvent leur nouvelle niche - gr?ce à la plexine présente sur certaines cellules hépatiques -, les cellules cancéreuses reviennent à une forme sédentaire : "Une épithélialisation a lieu", écrivent les chercheurs. "Cela se voit immédiatement sur les cellules cancéreuses, car elles forment des invaginations qui ressemblent aux plis ou aux cryptes de l'intestin", explique Moor.

Fenêtre temporelle sensible

Cette découverte ne devrait pas seulement être importante pour les personnes atteintes d'un cancer de l'intestin, car dans d'autres essais, les chercheurs ont démontré que la plexine favorise également l'apparition de nouveaux rejetons dans le mélanome et le cancer du pancréas. Pour Moor et son équipe, de nombreuses nouvelles questions de recherche se posent. L'une d'entre elles est au premier plan : lorsque les cellules cancéreuses se transforment en tumeur, elles influencent également les cellules environnantes. "Les cellules cancéreuses construisent leur écosystème", explique Moor.

Si l'on parvient à empêcher l'interaction entre la plexine et la sémaphorine, déterminante pour l'implantation, il sera peut-être possible d'empêcher le cancer de disséminer de nouveaux rejetons dès le début. Car dès le début, lorsque les relations entre les cellules dans cet écosystème ne sont pas encore établies et bien rodées, les germes tumoraux sont particulièrement vulnérables, selon Moor. Lorsqu'il parle d'une "fenêtre sensible dans le développement des métastases", il semble confiant, même si le chemin vers un éventuel traitement est encore long.