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# Biologie # Immunologie

Le lien surprenant entre les poumons, le cancer et les virus

Découvre comment les infections pulmonaires influencent la croissance du cancer et son traitement.

Ana Farias, Victoria Bridgeman, Felipe S. Rodrigues, Amber Owen, Stefanie Ruhland, Rute Ferreira, Matthias Mack, Ilaria Malanchi, Cecilia Johansson

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Infections pulmonaires et Infections pulmonaires et croissance du cancer dynamique du cancer dans les poumons. Comment les virus modifient la
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Les poumons sont des organes incroyables qui ont un rôle super important : ils nous aident à respirer. C'est essentiel pour notre survie, car ils sont responsables d'apporter de l'oxygène dans le corps et d'éliminer le dioxyde de carbone. Mais, comme souvent dans la vie, l'histoire est plus complexe, surtout quand on parle du cancer et des virus.

Poumons : La porte vers les ennuis

Situés à l'interface entre notre corps et le monde extérieur, nos poumons sont constamment exposés à divers éléments. Ça peut inclure des petites créatures (qu'on appelle des microbes), des allergènes qui nous font éternuer, et des polluants qui ne sont pas vraiment amis avec notre santé. En défense, les poumons ont un système immunitaire avancé qui agit comme un videur dans une boîte de nuit. Il garde les trouble-fête dehors, mais parfois, il laisse entrer trop de gens, provoquant le chaos.

Un inconvénient de ce système de protection, c'est qu'il crée un espace accueillant pour les cellules cancéreuses provenant d'autres parties du corps pour s'installer et se multiplier. Ce phénomène s'appelle Métastase, et les poumons sont un endroit populaire pour de nombreux Cancers, notamment le cancer colorectal et le cancer du sein. En fait, ils sont le deuxième site le plus courant pour la propagation du cancer dans le monde.

Les statistiques pas très joyeuses

Le cancer, en général, est un gros problème de santé à l'échelle mondiale. C'est la deuxième cause de décès après les maladies cardiaques. Chez les femmes, le cancer du sein invasif est le plus mortel. Ça met beaucoup de pression sur nos poumons et sur notre corps dans son ensemble.

Les virus envahissent la scène

Maintenant, ajoutons quelques virus dans le mélange, d'accord ? Les infections des voies respiratoires inférieures causées par des virus, comme la grippe ou le virus respiratoire syncytial (VRS), peuvent entraîner des taux élevés de maladie et même de décès. Ces virus adorent s'installer dans nos poumons, causant souvent des ennuis qui peuvent devenir graves.

On peut même attraper une infection à VRS étant enfant, ce qui en fait une cause fréquente de bronchiolite, une condition qui enflamme les petites voies respiratoires des poumons. Mais devine qui d'autre est touché ? Les personnes âgées et celles avec un système immunitaire affaibli sont aussi à haut risque de maladie grave et de décès à cause de telles infections.

La relation compliquée entre cancer et virus

Il s'avère que le cancer du poumon et les infections respiratoires peuvent survenir en même temps. Étrange, non ? Alors que les chercheurs ont suggéré que la pneumonie et la bronchiolite pourraient augmenter le risque de cancer du poumon, ce n'est pas juste une question de symptômes de rhume. La plupart des études que nous avons reposent sur des cas auto-déclarés, ce qui n'est pas totalement fiable.

Ce qu'il faut, c'est un examen plus approfondi de la façon dont des infections comme le VRS peuvent changer l'environnement des poumons et influencer l'évolution du cancer. C'est là où ça devient intéressant.

Notre mécanisme de défense en action

Alors, comment le corps riposte-t-il contre les envahisseurs viraux ? Eh bien, quand des virus respiratoires envahissent les poumons, ils déclenchent une réponse immunitaire rapide. Cette réponse est censée limiter la propagation du virus et aider le corps à récupérer. Ça implique divers types de Cellules immunitaires qui se réunissent pour une réunion de défense, un peu comme rassembler une équipe de super-héros.

Le système immunitaire est assez malin pour faire la distinction entre les mauvais virus et les propres cellules du corps. Cependant, cette réponse change aussi l'environnement des poumons, ce qui pourrait affecter la manière dont les cellules cancéreuses se développent ou les empêcher de se propager.

Un regard plus attentif sur les interférons de type I

L'un des super-héros de notre réponse immunitaire est un groupe de protéines connues sous le nom d'interférons de type I (IFNs). Ces protéines sont cruciales dans la lutte contre les infections virales et peuvent aussi jouer un rôle dans la réaction au cancer. Quand les poumons sont attaqués par le VRS, des cellules immunitaires spécifiques appelées macrophages alvéolaires produisent des IFNs de type I pour aider à lutter contre le virus.

Les IFNs de type I peuvent empêcher le virus de se répliquer et aussi aider à attirer d'autres acteurs immunitaires sur le site de l'infection. Mais il y a un hic. Bien qu'ils soient efficaces contre les virus, leur rôle dans le cancer est plus compliqué. La question est de savoir si l'action des IFNs de type I peut aussi aider à arrêter la métastase dans le cancer du poumon.

L'expérience : Observer comment le VRS affecte la propagation du cancer

Parlons de quelques expériences menées pour mieux comprendre cette relation. Les chercheurs se demandaient si le VRS pouvait aider à réduire la propagation des cellules cancéreuses du sein dans les poumons.

Pour tester cela, ils ont injecté des cellules cancéreuses du sein dans des souris, leur faisant d'abord subir une infection au VRS. L'objectif était de voir si l'infection réduirait le nombre de cellules cancéreuses capables de s'installer et de croître dans les poumons.

Surprenamment, les souris qui avaient eu des infections au VRS avaient moins de nodules métastatiques dans leurs poumons par rapport à celles qui n'avaient pas eu l'infection. Cela semblait indiquer que le VRS avait ainsi créé un environnement dans les poumons moins accueillant pour les cellules cancéreuses.

Alors, que se passe-t-il dans les poumons ?

Jusqu'à présent, les chercheurs ont noté que les poumons deviennent moins favorables à la croissance des cellules cancéreuses après une infection virale. En enquêtant sur la façon dont l'environnement pulmonaire est modifié après une infection au VRS, ils espéraient mieux comprendre les mécanismes sous-jacents.

Lors de l'infection au VRS, une vague de cellules immunitaires arrive et le système de protection du corps se met en marche. Les changements dans les tissus pulmonaires sont significatifs, et diverses cellules immunitaires comme les neutrophiles et les monocytes sont recrutées pour aider. Cependant, en regardant de plus près, les chercheurs ont découvert que retirer juste un type de cellule immunitaire ne revenait pas à la normale. Au lieu de cela, il semble que plusieurs types de cellules immunitaires doivent travailler ensemble pour créer cet environnement anti-cancer.

Le rôle des autres cellules immunitaires

Les neutrophiles, monocytes et cellules NK (natural killer) ont tous été examinés pour voir s'ils jouaient un rôle dans l'arrêt de la propagation du cancer. Cependant, les chercheurs ont découvert que même quand ces cellules immunitaires étaient éliminées, l'infection au VRS continuait à provoquer une réduction des nodules métastatiques. Donc, ce n'était pas juste un type de cellule qui faisait la différence.

Cela mène à l'idée que l'environnement pulmonaire est tellement complexe qu'il nécessite un effort collaboratif de plusieurs cellules immunitaires pour gérer la situation et garder le cancer sous contrôle.

Le pouvoir des interférons de type I revisité

En revenant aux interférons de type I, les chercheurs ont remarqué que ce groupe de protéines modifiait assez bien les conditions des poumons. Quand des IFNs de type I étaient administrés directement à des souris, des résultats similaires à ceux de l'infection au VRS ont été observés : moins de nodules métastatiques ont été trouvés. Cette observation implique que les IFNs de type I pourraient imiter les effets positifs d'une infection virale en modifiant l'environnement des poumons.

Dans les tests, lorsque des IFNs de type I étaient donnés à des souris qui ne pouvaient pas y répondre, il n'y avait pas de réduction des nodules métastatiques. Cela indique clairement que les bénéfices des IFNs dépendent de leurs interactions avec les cellules pulmonaires plutôt que d'affecter directement les cellules cancéreuses.

La réponse immunitaire : Une danse de cellules

Le système immunitaire est comme une performance de danse complexe : quand un danseur rate son cue, tout le spectacle peut faiblir. L'étude a révélé que les variations de l'environnement pulmonaire dues à l'action des IFNs de type I étaient cruciales pour limiter la propagation métastatique.

Les chercheurs étaient impatients de voir comment les interactions entre diverses cellules pulmonaires changeaient en présence de VRS et d'IFNs de type I. Ils ont conclu qu'au cours des infections virales, les interactions entre les cellules vasculaires (vaisseaux sanguins) et les cellules cancéreuses liées à la croissance cellulaire et à la survie étaient modifiées.

La nature dynamique de l'environnement pulmonaire

Beaucoup de changements se produisent dans l'environnement des poumons suite à l'exposition au VRS ou aux IFNs de type I. Ces changements peuvent assourdir ou renforcer les signaux de croissance qui pourraient autrement profiter aux cellules cancéreuses. Les chercheurs ont également exploré comment certaines cellules épithéliales pulmonaires, qui jouent un rôle dans le soutien à la croissance du cancer, étaient moins capables de nourrir les cellules tumorales après une infection au VRS.

Fait intéressant, il a été noté que les fibroblastes pulmonaires, qui sont aussi des acteurs cruciaux, ne semblaient pas avoir le même effet que les cellules épithéliales en termes de soutien à la croissance cellulaire.

Passer à la vitesse supérieure avec les résultats

Les chercheurs espèrent que leurs découvertes aideront à mieux comprendre comment les virus respiratoires et le cancer interagissent, surtout comme on l'a vu lors d'événements comme la pandémie de COVID-19. La pandémie a attiré l'attention sur la façon dont les infections respiratoires peuvent affecter ceux qui vivent avec le cancer.

Enfin, il est important de se rappeler que, même si ces découvertes peuvent fournir des aperçus précieux pour de futures thérapies, les humains ne sont pas des souris. Plus de recherches seront nécessaires pour voir comment ces interactions se traduisent chez les gens.

Conclusion : Le mélange de tours des poumons

Dans le grand schéma des choses, nos poumons jouent un rôle essentiel non seulement dans la respiration mais aussi dans la manière dont les maladies interagissent entre elles. Bien qu'ils puissent être un centre de propagation du cancer, ils peuvent aussi créer des conditions qui mettent en difficulté la croissance des tumeurs, surtout lorsque des infections surviennent.

Donc, il s'avère que même quelque chose d'aussi courant qu'une infection virale peut avoir des conséquences significatives sur la croissance du cancer. Avec la relation entre les virus et le cancer aussi compliquée qu'un soap opera, il est essentiel de continuer à décortiquer les couches pour voir ce qui se passe vraiment dans ces poumons remarquables. Qui sait ? Peut-être ont-ils encore quelques tours dans leur manche !

Source originale

Titre: Type I interferons induced upon respiratory viral infection impair lung metastatic initiation

Résumé: Invasive breast cancer accounts for 7% of all cancer-related deaths, with the lungs being a common site of metastases. At the same time, lower respiratory tract infections are a common cause of morbidity and mortality worldwide. Acute viral respiratory infections induce transitional changes in the lung; however, the impact of these changes on metastasis initiation and cancer progression remains unclear. Using primary murine MMTV-PyMT breast cancer cells in an experimental lung metastasis model, we show that changes induced by respiratory syncytial virus (RSV) infection impair tumor cell seeding and early establishment in the lung, resulting in lower number of metastatic nodules. Furthermore, we demonstrate that this reduction of metastases is due to alterations in the lung environment mediated by type I interferons (IFNs) that are produced in response to RSV infection. Consistent with that notion, intranasal administration of recombinant IFN- recapitulates the anti-tumor effect of RSV infection. Type I IFNs change the lung cellular composition and induce an Interferon Stimulated Gene (ISG) driven response, creating an alveolar environment that is less supportive of tumor cell growth. Indeed, epithelial cells from mice infected with RSV or intranasally exposed to IFN-, are less supportive of tumor cell growth ex vivo. Altogether, our results suggest that type I IFNs induced by infection with some respiratory viruses perturb the lungs and consequently interfere with the ability of tumor cells to successfully initiate metastatic colonization. SignificanceWomen diagnosed with metastatic breast cancer have a low survival rate. The lungs are a common metastatic site and are constantly exposed to viral pathogens, such as coronavirus, RSV and influenza virus. Thus, breast cancer and respiratory virus infection are likely to co-occur, but their interplay remains unclear. We show that type I interferons (IFNs), induced upon viral infection impair metastatic cancer cell seeding of mouse lungs. This is potentially via an effect of IFNs on lung epithelial cells, which become less supportive of early tumor cell proliferation. These findings indicate that viral infections and type I IFNs can alter the lung environment and impair implantation of metastatic cells, which could be explored to improve future cancer treatments.

Auteurs: Ana Farias, Victoria Bridgeman, Felipe S. Rodrigues, Amber Owen, Stefanie Ruhland, Rute Ferreira, Matthias Mack, Ilaria Malanchi, Cecilia Johansson

Dernière mise à jour: 2024-12-23 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.23.630113

Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.23.630113.full.pdf

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

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