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# Biologie# Biologie du cancer

Examen de la complexité des cellules de cancer de la prostate

Cette étude révèle différents types de cellules dans le cancer de la prostate et leurs rôles.

Alexander Swarbrick, E. Apostolov, D. L. Roden, H. Holliday, A. Cazet, K. Harvey, H. Zhang, S. Z. Wu, S. van der Leij, L. A. Selth, N. Bartonicek, G. Al-Eryani, M. He, J. Lundeberg, J. Reeves, J. G. Kench, A. J. Potter, P. D. Stricker, A. M. Joshua, L. G. Horvath

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Table des matières

Le cancer de la prostate, c'est une maladie qui peut vraiment varier d'une personne à l'autre. Certains cas sont lents à progresser et peuvent ne pas causer de gros soucis, tandis que d'autres sont agressifs et peuvent se propager à d'autres parties du corps. Un des principaux moyens par lesquels le cancer de la prostate se développe, c'est à travers un processus qui dépend des hormones masculines, surtout la testostérone. Cette hormone aide à faire croître à la fois les cellules normales et cancéreuses dans la prostate.

Les médecins se concentrent actuellement sur certains Types de cellules dans la prostate pour prédire comment le cancer va se comporter. Cependant, ils peuvent passer à côté d'infos importantes sur tous les types de cellules qui existent dans l'environnement autour de la tumeur. Ces cellules environnantes peuvent jouer un rôle crucial dans le développement du cancer et dans l'efficacité des traitements. Pour améliorer le succès des traitements, c'est important de regarder de près toutes les cellules dans la prostate durant son état naturel sensible aux hormones.

La Prostate et Ses Cellules

La glande prostatique est composée de divers types de cellules. Il y a des cellules qui aident à la sécrétion de fluides, et d'autres qui soutiennent ces cellules sécrétoires. Normalement, la prostate a différents types de Cellules épithéliales, y compris des cellules basales et des cellules luminales, ainsi que quelques types moins courants. Les rôles de certaines de ces cellules moins communes ne sont pas encore complètement compris, mais elles pourraient être impliquées dans la régulation des réponses immunitaires.

Des recherches avec des souris suggèrent que ces cellules moins courantes pourraient avoir une meilleure capacité de croissance et dépendre moins des hormones masculines comparées aux autres cellules prostatiques. Ça pourrait les rendre importantes dans le développement du cancer de la prostate. Chez de nombreux hommes, la prostate montre des changements allant de normal à cancéreux, avec certaines zones de la prostate montrant des signes de changement même si elles ont l'air normales sous un microscope.

Cependant, les méthodes traditionnelles utilisées pour étudier le cancer de la prostate n'ont pas réussi à bien séparer les différents types de cellules selon leurs fonctions. Ce manque de compréhension détaillée bloque une bonne appréhension de la progression de la maladie et de la manière de la traiter efficacement.

Le Rôle du Tissu Conjonctif

Le tissu conjonctif qui entoure la prostate joue un rôle significatif dans la progression du cancer de la prostate. Des études montrent que lorsque ce tissu est perturbé, cela peut affecter le comportement du cancer, la durée de vie d'une personne sans que le cancer ne revienne après traitement, et même les chances de mourir du cancer de la prostate. Pourtant, les nombreux types de cellules dans ce tissu conjonctif n'ont pas été étudiés en profondeur.

En général, les chercheurs ont examiné une gamme limitée de marqueurs trouvés sur des protéines pour identifier différents types de cellules dans le tissu conjonctif. Toutefois, comme beaucoup de ces marqueurs sont partagés entre différents types de cellules, il peut être difficile de les distinguer. Ça rend compliqué d'identifier de nouveaux types de cellules ou des types rares qui pourraient avoir un impact significatif sur la maladie.

Pour faire avancer la compréhension du cancer de la prostate, il est crucial de catégoriser correctement les cellules épithéliales et les cellules du tissu conjonctif.

Nouvelles Techniques pour Meilleures Perspectives

Des techniques récentes, comme le séquençage d'ARN à cellule unique, ont donné des aperçus précieux sur la variété de cellules présentes dans les tumeurs solides, y compris le cancer de la prostate. Dans le cancer de la prostate localisé, des études utilisant cette méthode ont comparé les Cellules cancéreuses aux cellules adjacentes, qui semblent normales, souvent en se concentrant sur les cellules immunitaires. Certaines études ont aussi examiné comment les cellules se comportent sous différents traitements hormonaux.

Malgré ces avancées, la plupart des études ont inclus un petit nombre de patients, limitant la généralisabilité des résultats. Il y a aussi eu un manque d'infos détaillées sur les différents états fonctionnels des cellules épithéliales et du tissu conjonctif. En particulier, les données spatiales, qui aident à comprendre où se situent les différentes cellules dans le tissu, sont rares.

Notre Étude sur le Cancer de la Prostate

Dans notre étude récente, on a utilisé le séquençage d'ARN à cellule unique et la transcriptomique spatiale pour analyser les différentes cellules dans les tissus prostatiques cancéreux et adjacents bénins de 24 patients qui n'avaient pas reçu de traitement hormonal. Ça nous a permis de créer une carte détaillée des diverses cellules et de leurs rôles dans l'environnement du cancer de la prostate.

Conception de l'Étude et Infos sur les Patients

On a prélevé deux biopsies du tronc de chaque patient subissant une opération de la prostate. Certains patients ont fourni des échantillons supplémentaires de cancer, tandis que d'autres ont donné des échantillons bénins adjacents. Les échantillons ont été traités pour le séquençage à cellule unique, ce qui nous a permis d'analyser les cellules individuelles et d'avoir une vision plus claire de ce qui se passe dans leurs environnements.

Principales Découvertes sur les Types de Cellules

On a identifié plus de 68 000 cellules, classées en 11 types principaux, y compris des cellules immunitaires, des cellules de tissu conjonctif et des cellules cancéreuses. Notamment, on a découvert un nouveau type de cellule gliale qui n'avait pas été observé dans des études sur le cancer de la prostate auparavant. Parmi les différents types de cellules, les cellules épithéliales étaient les plus souvent trouvées, suivies par les cellules immunitaires.

Variabilité des Cellules Selon les Patients

Différents patients avaient des compositions de types cellulaires différentes, ce qui met en lumière la diversité du cancer de la prostate. Quand on a examiné différents groupes de patients selon leur risque de cancer, on a remarqué que cette variabilité dépassait les simples groupes de risque clinique. Ça indique que le cancer de la prostate n'est pas uniforme et peut varier significativement d'une personne à l'autre.

Caractérisation des Cellules Épithéliales

On a encore classé les cellules épithéliales en sept catégories spécifiques, y compris les cellules luminales et basales. Notre analyse a montré que certains types de cellules étaient plus abondants dans les tissus cancéreux que dans les échantillons bénins adjacents. En particulier, les cellules club, qui sont généralement rares dans le tissu prostatique sain, constituaient un pourcentage plus élevé dans les échantillons cancéreux et bénins.

Identification des États Fonctionnels dans les Cellules Épithéliales

En examinant l'activité génique dans les différentes cellules épithéliales, on a trouvé que certains types de cellules présentaient des caractéristiques à la fois de cellules luminales et de cellules club. Ça suggère une interaction complexe entre différents types de cellules dans la prostate et pourrait refléter des changements qui se produisent au fur et à mesure que le cancer se développe. Certaines de ces cellules pourraient même jouer un rôle dans la présentation d'antigènes, ce qui est vital pour la reconnaissance immunitaire.

Compréhension des Changements dans les Cellules Tumorales

On a examiné de près comment les cellules cancéreuses diffèrent en termes de composition génétique. Dans notre analyse, on a catégorisé ces cellules en fonction de leurs changements génétiques-les "variations du nombre de copies." On a trouvé que les cellules cancéreuses pouvaient être différenciées en trois groupes : normales, bénignes altérées et malignes. Fait intéressant, on a remarqué que de nombreuses cellules bénignes altérées partageaient des caractéristiques avec des cellules normales, malgré des changements génétiques.

Exploration du Signalement Hormonale dans le Développement du Cancer

Un des aspects importants qu'on a étudiés était le rôle du signalement androgénique dans différents états cellulaires. On a trouvé que les cellules bénignes altérées montraient encore une réponse aux hormones, indiquant qu'elles ne sont pas encore complètement transformées en malignes. En revanche, les cellules malignes avaient un signalement hormonal beaucoup moins important, suggérant qu'elles avaient perdu les caractéristiques associées aux cellules normales sensibles aux hormones.

Analyse des Cellules du Tissu Conjonctif

On a aussi exploré les différents types de cellules du tissu conjonctif dans le microenvironnement tumoral. On a identifié plusieurs types spécifiques de fibroblastes, qui sont essentiels pour soutenir et réparer les tissus. Comprendre ces cellules est vital, car elles peuvent influencer le comportement du cancer et l'efficacité des traitements.

Un groupe unique de fibroblastes, qu'on a appelé "pnCAFs," montrait un lien avec les cellules nerveuses. Ces cellules se trouvaient près des nerfs et pourraient jouer un rôle dans la façon dont le cancer interagit avec le système nerveux.

Cartographie Spatiale des Types de Cellules

Pour comprendre l'arrangement des différents types de cellules dans la prostate, on a utilisé une technique appelée transcriptomique spatiale. Cette approche nous a permis de visualiser où se situent différents types de cellules les uns par rapport aux autres. On a trouvé que les cellules club et d'autres cellules épithéliales étaient distribuées selon des motifs spécifiques, ce qui pourrait indiquer comment elles interagissent dans l'environnement tumoral.

Corrélations Entre les Types de Cellules

Notre analyse spatiale a révélé que certaines cellules de tissu conjonctif étaient plus abondantes dans les zones cancéreuses par rapport aux zones bénignes. On a aussi remarqué que des interactions spécifiques se produisaient entre les fibroblastes et les cellules gliales, suggérant un partenariat qui pourrait influencer le comportement et la progression du cancer.

Conclusion et Implications

Nos découvertes fournissent un aperçu complet de la composition cellulaire du cancer de la prostate, soulignant l'importance des différents types de cellules et de leurs interactions. Cette compréhension détaillée peut aider à informer de nouvelles stratégies de traitement et améliorer notre approche du cancer de la prostate à l'avenir.

En résumé, notre étude souligne la diversité au sein du cancer de la prostate. Elle illustre comment examiner l'environnement cellulaire peut mener à des aperçus significatifs sur la progression de la maladie et les réponses aux traitements. Des études plus larges sont nécessaires pour confirmer nos découvertes et explorer leurs implications pour les soins aux patients, surtout alors qu'on s'efforce de comprendre les caractéristiques uniques du cancer de chaque patient.

Source originale

Titre: Profiling of epithelial functional states and fibroblast phenotypes in hormone therapy-naive localised prostate cancer

Résumé: Localised prostate cancers (PCa) are heterogeneous and multifocal, with diverse outcomes. Current prognostic methods are epithelium-centric, overlooking the complex cellular landscape within the tumour microenvironment (TME), which remains incompletely characterised. We performed a comprehensive analysis of cancerous and adjacent-benign cores from 24 patients with hormone therapy-naive localised PCa using single-cell RNA-sequencing. By integrating copy number variation and transcriptional signatures, we classified epithelial cells across a malignant spectrum, revealing widespread molecular perturbation. We found an expansion of Club cell phenotypes, suggestive of Luminal dedifferentiation. We also performed a detailed annotation of stromal phenotypes, focusing on fibroblasts, and identified a novel peri-neural fibroblast population. Spatial transcriptomics elucidated the precise anatomical distribution of CAFs within the PCa TME. This study provides a valuable foundation for advancing our understanding of PCa pathobiology and developing a comprehensive cellular model of the disease. Statement of SignificanceOur study leverages single-cell RNA-sequencing and spatial transcriptomics to provide a comprehensive cellular annotation of hormone therapy-naive localised PCa. We reveal widespread molecular perturbations in epithelial cells and map distinct fibroblast populations to specific anatomical niches. Notably, we identify a novel peri-neural phenotype associated with nerves, which merits further functional characterisation and exploration as a potential therapeutic target.

Auteurs: Alexander Swarbrick, E. Apostolov, D. L. Roden, H. Holliday, A. Cazet, K. Harvey, H. Zhang, S. Z. Wu, S. van der Leij, L. A. Selth, N. Bartonicek, G. Al-Eryani, M. He, J. Lundeberg, J. Reeves, J. G. Kench, A. J. Potter, P. D. Stricker, A. M. Joshua, L. G. Horvath

Dernière mise à jour: 2024-10-28 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.23.619925

Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.23.619925.full.pdf

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

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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