Cellules Tumorales Circulantes et Leur Voyage vers la Métastase

Les Cellules tumorales circulantes (CTCs) sont des cellules cancéreuses qui se détachent de la tumeur principale et voyagent dans le sang. Ces cellules peuvent atteindre d'autres organes et y grandir, créant de nouvelles tumeurs, un processus connu sous le nom de métastase. Cependant, les CTCs font face à des défis durant ce voyage. Un obstacle majeur est que les CTCs sont souvent plus grandes que les petits vaisseaux sanguins qu'elles rencontrent, ce qui les fait se coincer dans les capillaires.

#Le Rôle du Microenvironnement

Se coincer dans un vaisseau sanguin ne suffit pas aux CTCs pour former de nouvelles tumeurs. L'environnement dans les organes éloignés où ces cellules se posent doit aussi changer pour soutenir leur croissance, survie et migration. Ce processus implique de créer un "niche pré-métastatique" (PMN), qui est un environnement de soutien permettant aux cellules tumorales de prospérer.

Créer ces niches nécessite plusieurs changements biologiques. Ça implique souvent de décomposer les barrières dans les vaisseaux sanguins, permettant ainsi aux cellules tumorales de s'échapper dans les tissus environnants. De plus, le corps active certains types de cellules du système immunitaire, comme les macrophages et les fibroblastes, pour aider les cellules tumorales. Les tumeurs primaires, les tumeurs d'origine des CTCs, jouent un rôle crucial en préparant ces niches en libérant des molécules de signalisation.

#Une Nouvelle Hypothèse sur les CTCs

On pense que les CTCs peuvent aussi déclencher des changements dans l'environnement qui les entoure après s'être coincées dans les capillaires. Dans des recherches récentes, des scientifiques ont étudié comment les CTCs expulsaient de gros morceaux de leur cytoplasme, appelés fragments cellulaires. On a observé ces fragments dans des modèles de laboratoire conçus pour imiter la ramification des vaisseaux sanguins humains.

La perte de fragments par les CTCs avait été notée dans des études précédentes, principalement attribuée à des forces comme le stress de cisaillement dû au flux sanguin. Fait intéressant, ces fragments peuvent être absorbés par des Cellules immunitaires, comme les monocytes et les macrophages, ce qui pourrait aider à leur communication et leur influence sur l'environnement.

#Caractérisation des Gros Vésicules Extracellulaires

Les fragments expulsés par les CTCs correspondaient aux caractéristiques d'une nouvelle classe de particules cellulaires appelées gros vésicules extracellulaires (LEVs). Ces LEVs peuvent être absorbés par divers types de cellules, y compris les Cellules endothéliales (qui tapissent les vaisseaux sanguins) et les cellules immunitaires, et elles jouent un rôle dans de nombreux processus importants liés à la propagation du cancer.

Dans l'étude, les chercheurs ont créé différents modèles de vaisseaux sanguins pour étudier le comportement des CTCs sous des conditions de pression normales. Ils ont découvert que lorsque les CTCs passaient à travers ces modèles, elles expulsaient de gros fragments en temps réel. Tous les types de cellules testées produisaient ces fragments, et les tailles de ces fragments correspondaient à la définition des LEVs.

Il a également été découvert que le taux auquel ces CTCs expulsaient des fragments variait en fonction du design des modèles de vaisseaux. Les CTCs étaient plus susceptibles d'expulser des fragments lorsqu'elles passaient par des espaces plus étroits ou plus confinés.

#Impact de la Taille des Cellules sur l'Expulsion

La taille des CTCs jouait un rôle important dans la fréquence à laquelle elles expulsaient ces gros fragments. Les cellules plus grandes expulsaient des LEVs plus fréquemment que les cellules plus petites. Fait intéressant, même après avoir expulsé, ces cellules tumorales restaient viables, ce qui signifie qu'elles pouvaient encore survivre et proliférer.

L'étude a également révélé que les CTCs en grappes, plutôt qu'en cellules isolées, étaient plus susceptibles d'expulser des LEVs. Lorsque trois cellules tumorales ou plus étaient ensemble, les chances d'expulsion augmentaient de manière significative par rapport à quand il n'y avait que deux cellules.

#La Mécanique Derrière l'Expulsion des LEVs

Pour mieux comprendre comment ces LEVs sont formés, les chercheurs ont examiné la mécanique cellulaire impliquée dans le processus d'expulsion. Ils ont découvert que l'expulsion de ces fragments est influencée par la taille des cellules, suggérant un processus où les cellules plus grandes perdent des parties d'elles-mêmes en naviguant à travers de plus petits vaisseaux sanguins.

De plus, il a été observé que le temps que les cellules passaient dans des espaces confinés avant l'expulsion était plus long que celui des cellules qui n'expulsaient pas. Après l'expulsion, les cellules restantes pouvaient se déplacer plus facilement à travers les vaisseaux en raison de leur taille réduite.

#Le Rôle de l’Actine dans l’Expulsion

L'étude a également exploré le rôle du cytosquelette d'actine dans le processus d'expulsion. L'actine est une protéine qui aide à maintenir la forme de la cellule et joue un rôle crucial dans diverses fonctions cellulaires. En utilisant des traitements chimiques pour altérer la structure de l'actine dans les cellules, les scientifiques ont découvert que l'inhibition de la polymérisation de l'actine augmentait l'expulsion des LEVs.

Bien que les cellules traitées avec cet inhibiteur aient montré plus d'expulsions, elles ont également connu des taux de mort cellulaire plus élevés après avoir traversé les modèles de vaisseaux sanguins. Cela signifie que les changements dans le cytosquelette influaient non seulement sur le processus d'expulsion, mais aussi sur la santé globale des cellules.

#Identification des LEVs dans le Sang des Patients

En plus de leurs études dans des modèles de laboratoire, les chercheurs ont aussi cherché ces LEVs dans le sang de patients atteints de cancer. Ils ont découvert que chez deux patients atteints de cancer du poumon à petites cellules, le sang contenait de nombreux fragments ressemblant à des LEVs. Notamment, le nombre de fragments cellulaires dans le sang des patients était significativement plus élevé que le nombre de CTCs.

Les fragments découverts dans le sang étaient également dans la plage de taille des LEVs, ce qui indique que ces particules pourraient être présentes dans la circulation sanguine et pourraient être d'un intérêt particulier pour comprendre la progression du cancer.

#Comment les LEVs Influencent les Autres Cellules

Une fois identifiés, l'étape suivante était de comprendre les effets potentiels des LEVs sur d'autres cellules du corps. Lorsque les LEVs étaient introduits dans des cellules endothéliales et immunitaires au laboratoire, il a été observé que ces cellules commençaient à absorber les LEVs.

Les LEVs ont été trouvés pour influencer les cellules immunitaires, les poussant à adopter de nouveaux comportements qui pourraient faciliter la croissance tumorale. Par exemple, lorsque les monocytes absorbaient des LEVs, ils commençaient à afficher des caractéristiques associées aux macrophages M2 promoteurs de tumeurs plutôt qu'au phénotype inflammatoire typique M1. Ce changement pourrait potentiellement aider à créer un environnement de soutien pour les tumeurs.

#Perturbation des Barrières Endothéliales

Une autre découverte cruciale était que les LEVs peuvent perturber le revêtement des vaisseaux sanguins, ce qui est essentiel dans la formation de niches pré-métastatiques. Lorsque les cellules endothéliales étaient traitées avec des LEVs, elles subissaient des changements significatifs qui affaiblissaient les connexions entre elles, augmentant l'espace entre les cellules. Cette perturbation permet aux cellules tumorales de passer plus facilement, aidant ainsi au processus de métastase.

De plus, les LEVs induisaient la production de molécules d'adhésion dans les cellules endothéliales, renforçant leurs interactions avec les cellules immunitaires. Cela suggère une forte corrélation entre les LEVs et l'activation des cellules endothéliales, ce qui est essentiel pour la propagation du cancer.

#Résumé des Découvertes

En résumé, la recherche met en évidence l'interaction complexe entre les CTCs, l'environnement des vaisseaux sanguins, et les cellules immunitaires durant le processus métastatique.

• Les CTCs ne voyagent pas seulement à travers les vaisseaux sanguins, mais elles expulsent aussi de gros vésicules extracellulaires (LEVs) qui impactent leur environnement.
• L'expulsion des LEVs est plus fréquente chez les cellules plus grandes et celles naviguant à travers des vaisseaux plus étroits.
• L'actine joue un rôle important dans le processus d'expulsion, influençant à la fois la libération des LEVs et la viabilité cellulaire après l'expulsion.
• Les LEVs peuvent provoquer des changements de soutien aux tumeurs dans les cellules immunitaires et perturber les barrières endothéliales, facilitant la propagation du cancer.

Ces insights pourraient ouvrir de nouvelles avenues pour comprendre la métastase du cancer et pourraient potentiellement mener à de nouvelles stratégies thérapeutiques ciblant les interactions entre les CTCs, les LEVs et le microenvironnement dans lequel les tumeurs se développent.