Nouvelles perspectives sur la structure des tissus mammaires
Une étude récente révèle la structure détaillée du tissu mammaire humain et son importance.
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Table des matières
- Développement du Sein
- Techniques d'Imagerie
- Analyse des Données
- Défis avec les Modèles Animaux
- Observation des TDLUs
- Types de Cellules dans les TDLUs
- Ramification Plus Élevée et Prolifération Cellulaire
- Comparaison des TDLUs de Différents Donneurs
- Le Rôle de la Modélisation Mathématique
- Comprendre les Mécanismes de Croissance
- Conclusion et Directions Futures
- Source originale
Le sein humain a une structure unique composée d'un réseau de canaux. Ces canaux forment des groupes appelés lobules, avec chaque sein ayant entre 15 et 20 lobules. Chaque lobule a des canaux plus petits qui se terminent en unités terminales ductales lobulaires, connues sous le nom de TDLUs. Ces TDLUs sont cruciales pour la production de lait pendant l'allaitement.
Développement du Sein
La plupart des tissus mammaires se développent pendant la puberté, lorsque des hormones comme l'hormone de croissance et les œstrogènes stimulent la croissance et la Ramification de ces canaux. Ce processus aboutit à la formation de la structure principale du sein, le préparant pour ses fonctions futures.
Le tissu mammaire change considérablement lors d'événements comme la grossesse et l'allaitement. Ces changements aident le sein à remplir efficacement ses fonctions.
Techniques d'Imagerie
Les techniques d'imagerie récentes ont amélioré notre compréhension de la structure du sein. En utilisant des méthodes spéciales qui rendent le tissu clair, les chercheurs peuvent voir la forme tridimensionnelle (3D) des TDLUs. On a découvert que les TDLUs très ramifiés sont rares, peu importe l'âge du donneur ou le nombre d'enfants qu'il a eus.
Une étude récente a utilisé ces techniques d'imagerie avancées pour examiner les TDLUs de femmes de différents âges et états de grossesse. Les échantillons ont été préparés avec soin pour l'imagerie, ce qui impliquait un processus de coloration pour mettre en évidence des Cellules et Structures spécifiques.
Analyse des Données
Les données de l'imagerie ont montré que les TDLUs sont cruciales pour la production de lait et jouent un rôle central dans la fonction du sein. Les TDLUs au repos ont un canal principal qui se divise en sections plus petites se terminant par des acini, qui sont responsables de la production de lait.
Fait intéressant, les TDLUs sont aussi souvent le point de départ de nombreux cas de cancer du sein. Donc, comprendre la structure et la composition des TDLUs est essentiel pour les soins de santé, surtout en ce qui concerne la prévention et le traitement du cancer du sein.
Défis avec les Modèles Animaux
Bien que des études sur des animaux comme les rongeurs aient aidé à comprendre le développement du sein, elles ne s'appliquent pas toujours aux humains. Les Seins de rongeurs diffèrent énormément en structure, ce qui rend difficile l'application des résultats de ces modèles directement aux seins humains.
La plupart des recherches précédentes sur les tissus mammaires humains se sont basées sur des images de basse résolution prises de coupes de tissu. Bien que certaines études aient fourni des informations précieuses sur différentes catégories de TDLUs, les formes 3D détaillées et la composition sont restées floues.
Les avancées récentes en imagerie ont permis aux chercheurs d'analyser de plus grands morceaux de tissu mammaire et d'observer les types de cellules plus en profondeur. Cette étude s'est concentrée sur les TDLUs de femmes en bonne santé pour examiner leur forme, leur complexité et leur distribution cellulaire par rapport à l'âge, au nombre d'enfants et à l'utilisation de contraceptifs hormonaux.
Observation des TDLUs
L'imagerie a révélé que les TDLUs variaient en taille et en complexité de ramification. Certaines avaient aussi peu que huit branches, tandis que d'autres en avaient plus de 200. Cette variation de ramification n'est pas encore complètement comprise.
Les chercheurs ont utilisé la microscopie à haute résolution pour capturer des images des TDLUs. Ils ont constaté que la plupart des TDLUs étaient de taille moyenne, et les TDLUs très ramifiés étaient rares. L'analyse a montré que les TDLUs ne différaient pas significativement entre les jeunes et les femmes matures en ce qui concerne le nombre de branches.
L'étude a également examiné l'utilisation de contraceptifs hormonaux, mais n'a trouvé aucun effet apparent sur la ramification des TDLUs. Cependant, une tendance a suggéré que les TDLUs des femmes au milieu de leur cycle menstruel avaient plus de branches.
Types de Cellules dans les TDLUs
Un examen plus attentif des types de cellules dans les TDLUs a révélé différents schémas de croissance cellulaire. Les cellules luminales, qui produisent du lait, et les cellules basales, qui donnent de la structure aux canaux, ont été analysées. Les chercheurs ont trouvé que les cellules basales étaient plus concentrées dans les canaux principaux par rapport aux lobules.
Cette étude a aidé à identifier un sous-arbre principal au sein des TDLUs qui est plus susceptible de se diviser et de se ramifier en canaux plus petits. L'analyse a souligné que le sous-arbre principal avait une plus grande présence de cellules spécifiques.
Ramification Plus Élevée et Prolifération Cellulaire
L'étude s'est aussi concentrée sur la relation entre la ramification des TDLUs et la prolifération cellulaire. On a observé que les TDLUs avec plus de branches avaient tendance à avoir des taux de division cellulaire plus élevés, suggérant un lien entre la structure et l'activité de ces tissus.
En plus des cellules épithéliales, le stroma environnant, qui contient plusieurs types de cellules, a été examiné. La présence de certaines cellules stromales semblait corréler avec le nombre de branches dans les TDLUs, indiquant un rôle possible du stroma dans la ramification des TDLUs.
Comparaison des TDLUs de Différents Donneurs
Pour évaluer la cohérence des structures des TDLUs, les chercheurs ont comparé les TDLUs de femmes différentes. Bien qu'une certaine variabilité ait été observée, des caractéristiques spécifiques, comme la longueur et le diamètre des branches, étaient similaires entre les échantillons.
Notamment, les TDLUs avaient une forme cohérente, peu importe l'individu, ce qui pourrait être dû à la fonction partagée de ces structures dans la production de lait.
Le Rôle de la Modélisation Mathématique
Pour mieux comprendre les schémas de ramification dans les TDLUs, les chercheurs ont créé des modèles mathématiques qui simulent comment les TDLUs pourraient croître et se ramifier. Les modèles ont été adaptés de modèles antérieurs utilisés pour les glandes mammaires de souris.
Ces simulations ont aidé à démontrer que les principes de base gouvernant la ramification des TDLUs chez les humains sont similaires à ceux observés chez les souris. Cependant, l'étude a également noté des différences dans la nature de la ramification, les TDLUs humains étant plus variables en forme et en taille.
Comprendre les Mécanismes de Croissance
L'étude a proposé deux mécanismes qui pourraient limiter la croissance des TDLUs : restreindre la croissance à un certain volume ou une réduction progressive du potentiel de croissance à mesure que les branches mûrissent. Ce dernier a été suggéré sur la base d'observations de cellules spécifiques au sein des TDLUs.
En comparant les schémas de ramification simulés avec des observations réelles, les chercheurs ont déterminé que la croissance des TDLUs humains suit probablement des règles similaires à celles observées chez les souris.
Conclusion et Directions Futures
Cette recherche fournit des informations précieuses sur la structure 3D et la fonction des TDLUs dans le sein humain. Les résultats révèlent que tandis qu'il y a de la variabilité dans la structure des TDLUs, il existe également des traits constants qui les définissent.
En outre, l'étude souligne l'importance des TDLUs tant dans le bon fonctionnement du sein que dans le développement du cancer du sein. Les recherches futures se concentreront probablement sur la compréhension des rôles des types spécifiques de cellules au sein des TDLUs et de leurs interactions avec les tissus environnants, ce qui pourrait mener à de meilleures approches pour la prévention et le traitement du cancer du sein.
Dans l'ensemble, les techniques d'imagerie améliorées et la modélisation mathématique représentent des avancées significatives dans la compréhension de la structure et de la fonction du sein, ouvrant la voie à de nouvelles enquêtes sur les relations entre l'anatomie, les types cellulaires et les maladies.
Titre: Volumetric analysis of the terminal ductal lobular unit architecture and cell phenotypes in the human breast
Résumé: AbstractThe major lactiferous ducts of the human breast branch out and ultimately end at terminal ductal lobular units (TDLUs). These glandular structures are the source of milk upon lactation, and also the most common origin of breast cancer. Despite their functional and clinical importance, the three dimensional (3D) architecture of TDLUs has remained undetermined, largely due to their absence in rodent animal models. By utilizing recent technological advances in optical tissue clearing, 3D reconstruction histology and microscopy, we imaged the 3D structure of healthy human breast tissue to determine whether general branching patterns or cell type specific niches exist in the TDLU. Our data demonstrate that highly branched TDLUs, also exhibiting elevated proliferation, are uncommon in the breast tissue regardless of donor age, parity or hormonal contraception. Overall, TDLUs have a consistent shape and their branch parameters are largely comparable between different TDLUs and individuals irrespective of donor age or parity. Simulation of TDLU branching morphogenesis in 3D by mathematical modelling suggests that evolutionarily conserved mechanisms regulate mammary gland branching in humans and mice, despite their anatomical differences. The data also demonstrate a new level of organization within the TDLU structure identifying a main subtree that dominates in bifurcation events and exhibits a more duct-like keratin expression pattern. In all, our data provide the first structural insights into 3D human breast anatomy and branching, and exemplify the power of volumetric imaging in deeper understanding of human breast biology. Graphical Abstract O_FIG O_LINKSMALLFIG WIDTH=200 HEIGHT=85 SRC="FIGDIR/small/532249v2_ufig1.gif" ALT="Figure 1"> View larger version (28K): [email protected]@73d65dorg.highwire.dtl.DTLVardef@fea93eorg.highwire.dtl.DTLVardef@1192c1c_HPS_FORMAT_FIGEXP M_FIG C_FIG
Auteurs: Emilia Peuhu, O. Paavolainen, M. Peurla, L. M. Koskinen, J. Pohjankukka, K. Saberi, E. Tammelin, S.-R. Sulander, M. Valkonen, L. Mourao, P. Boström, N. Brück, P. Ruusuvuori, C. L. Scheele, P. Hartiala
Dernière mise à jour: 2024-05-22 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.03.12.532249
Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.03.12.532249.full.pdf
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
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