Le rôle de la MEC dans la progression du cancer

La matrice extracellulaire (MEC) est une structure qu'on trouve à l'extérieur des cellules dans nos corps. Pense à ça comme un cadre qui soutient les cellules et les organes. Selon sa façon d'être organisée, la MEC peut être classée en deux types : la membrane basale et la matrice interstitielle.

La MEC est super importante parce qu'elle aide dans plein de processus, comme la croissance et la formation de tissus. Quand la MEC ne fonctionne pas bien, ça peut causer des problèmes de santé, y compris la fibrose (une condition où le tissu devient trop épais) et la formation de Tumeurs. Les cellules interagissent avec la MEC grâce à des protéines appelées Intégrines, qui aident à envoyer des signaux pour garder les cellules vivantes et fonctionnelles. Cependant, la MEC peut aussi rendre difficile la croissance et la propagation des cellules cancéreuses. En se développant, les tumeurs décomposent souvent la MEC pour progresser.

Des recherches récentes ont montré que quand les cellules cancéreuses absorbent la MEC, elles peuvent grandir même quand les nutriments sont bas, comme pendant une pénurie d'acides aminés. Ce processus passe par l'absorption de la MEC suivie de sa décomposition à l'intérieur de la cellule. Mais comment ce processus est contrôlé par des molécules de signalisation à l'intérieur des cellules n'est toujours pas très clair.

#Le rôle des intégrines dans le cancer

Les intégrines sont des protéines qui aident les cellules à se coller à la MEC. Un type, appelé intégrine α2β1, joue un rôle important dans la façon dont les cellules cancéreuses se déplacent et envahissent les tissus environnants. On trouve cette intégrine dans différents types de cellules, y compris celles du sein et d'autres organes.

Des études ont montré que l'intégrine α2β1 aide à réorganiser la MEC et est liée au mouvement de cellules de mélanome et de carcinome pancréatique. Pourtant, les façons précises par lesquelles cette intégrine aide à la propagation des cellules cancéreuses ne sont pas complètement comprises.

Quand les intégrines se lient à la MEC, elles activent plusieurs voies cellulaires, y compris un groupe de protéines connues sous le nom de kinases activées par les mitogènes (MAPK). Il y a quatre principales voies MAPK, et elles activent diverses fonctions dans les cellules, comme la croissance, la réponse au stress et le mouvement. Une MAPK spécifique, appelée p38, est cruciale pour différents processus biologiques, y compris le mouvement des cellules.

Comprendre comment les cellules cancéreuses interagissent avec la MEC est essentiel pour saisir leur croissance et les façons dont elles se propagent dans le corps. Des découvertes récentes ont montré que les cellules cancéreuses prélevées sur des modèles murins absorbaient davantage la MEC par rapport aux cellules normales. Cela suggère que les cellules cancéreuses invasives peuvent mieux internaliser la MEC, ce qui est lié à leur mouvement et leur croissance.

#Découverte de nouveaux régulateurs de l'absorption de la MEC

Une étude a identifié des protéines spécifiques qui semblent réguler l'internalisation des composants de la MEC dans les cellules cancéreuses du sein. En testant plein de protéines, les chercheurs ont découvert que MAP3K1, MAPK11 et une autre protéine appelée PPP2R1A jouent un rôle dans la façon dont la MEC est absorbée par les cellules au moyen d'un processus connu sous le nom de Macropinocytose. Ce processus nécessite l'intégrine α2β1, ce qui indique que l'intégrine est essentielle pour cette absorption.

Il a été observé que l'absorption de la MEC est cruciale pour le mouvement invasif des cellules cancéreuses du sein. Empêcher cette absorption a diminué le mouvement dans différents types de cancer, montrant que l'interaction entre les cellules et la MEC est essentielle pour leur capacité à se propager.

De plus, de hauts niveaux d'intégrine α2β1 et des régulateurs de signalisation identifiés ont été trouvés dans les tumeurs pancréatiques, indiquant qu'ils pourraient contribuer à de piètres résultats de survie pour les patients. Certains tumeurs résistantes à la chimiothérapie ont aussi montré une expression accrue de ces régulateurs.

#Analyse de l'absorption de la MEC dans les cellules cancéreuses

Pour étudier comment les cellules cancéreuses internalisent la MEC, les chercheurs ont réalisé des expériences en utilisant un type de matrice appelée Matrigel. Ils ont comparé deux types de cellules différentes : des cellules mammaires normales et des cellules cancéreuses d'un modèle murin spécifique de cancer du sein. Les cellules cancéreuses prenaient plus de MEC comparé aux cellules normales.

Pour mieux comprendre comment la MEC est traitée à l'intérieur des cellules, les scientifiques ont examiné comment elle était d'abord livrée à des endosomes précoces (qui agissent comme des stations de tri pour les matériaux à l'intérieur des cellules) puis plus tard aux lysosomes (le système d'élimination des déchets des cellules). Ils ont utilisé des marqueurs fluorescents pour visualiser ces processus.

Un dépistage fonctionnel ciblant diverses protéines a aidé à identifier MAP3K1 et PPP2R1A comme essentiels pour l'internalisation de la MEC, spécifiquement dans les cellules cancéreuses du sein. De plus, inhiber l'absorption de la MEC a considérablement réduit la capacité des cellules cancéreuses à migrer, soulignant à quel point ce processus est vital pour la propagation du cancer.

#Identification des voies et mécanismes

Les chercheurs ont utilisé diverses techniques pour suivre le chemin emprunté par les composants de la MEC à l'intérieur des cellules et comprendre les voies de signalisation impliquées. Il a été découvert qu'au fur et à mesure que les cellules absorbent la MEC, il y a des étapes distinctes. Au départ, la MEC est capturée dans des endosomes précoces, qui finissent par fusionner avec des lysosomes pour être digérés.

L'utilisation d'un colorant spécifique qui réagit aux changements de pH a montré qu'au fur et à mesure que la MEC est internalisée, les compartiments endosomaux deviennent rapidement acides. Cela indique que l'internalisation de la MEC est effectivement un processus qui nécessite de l'énergie et de l'activité cellulaire.

De plus, un dépistage ciblant environ 948 kinases et phosphatases a conduit à la découverte que la signalisation à travers les voies MAPK est cruciale pour cette absorption. Notamment, la MAPK p38 a été trouvée particulièrement importante dans le processus d'absorption.

#L'importance de l'intégrine α2β1

L'intégrine α2β1 a été confirmée comme promouvant l'absorption de la MEC dans les cellules cancéreuses du sein. Des expériences ont montré qu'inhiber l'intégrine α2 entraînait une diminution significative de l'absorption de la MEC, ce qui indique que cette intégrine est fondamentale pour le processus d'internalisation.

Non seulement cela a été observé dans les cellules cancéreuses du sein, mais des effets similaires ont été constatés dans d'autres types de cancer, comme le cancer de l'ovaire. Cela suggère que l'intégrine α2 pourrait être un acteur commun dans divers cancers en ce qui concerne l'absorption de la MEC.

Dans des expériences impliquant des cellules cancéreuses primaires, il a été observé que bloquer l'intégrine α2 entraînait une moindre internalisation du collagène I, un composant majeur de la MEC. Cela renforce la position de l'intégrine α2 comme un élément clé dans la façon dont les cellules cancéreuses interagissent avec leur matrice environnante.

#Lien entre l'activité des intégrines et la migration

Avec des résultats montrant que l'internalisation de la MEC est nécessaire pour la migration des cellules cancéreuses, les chercheurs ont voulu voir comment ce processus affecte la capacité des cellules à se déplacer et à se propager. Lors des expériences, il était évident que les cellules qui absorbaient la MEC en migrérant avaient de meilleurs mouvements.

Quand des inhibiteurs ont été appliqués pour bloquer la voie MAPK ou l'intégrine α2, le mouvement des cellules cancéreuses était entravé. Cela montre que l'activité des intégrines et les voies de signalisation qu'elles activent jouent un rôle vital dans la capacité des cellules cancéreuses à migrer et à envahir les tissus environnants.

#Impacts sur la progression du cancer et le traitement

La recherche met en lumière un lien potentiel entre les régulateurs de l'absorption de la MEC et la progression du cancer. De hauts niveaux d'intégrine α2, ainsi que les régulateurs de signalisation identifiés, ont été trouvés en corrélation avec de piètres résultats de survie chez les patients atteints de cancer du pancréas. Cela suggère que cibler ces molécules pourrait être bénéfique pour les patients.

De plus, l'expression de ces régulateurs était associée à une chimiorésistance dans le cancer du sein. Cela signifie que trouver des moyens d'inhiber ces voies pourrait améliorer l'efficacité des traitements existants et améliorer les résultats pour les patients.

#Conclusion

Étudier l'absorption de la MEC et sa régulation par les intégrines et les voies de signalisation donne des pistes précieuses sur le comportement du cancer. Les processus impliqués dans la façon dont les cellules cancéreuses interagissent avec leur environnement peuvent influencer leur croissance et leur propagation.

Comprendre ces mécanismes peut ouvrir la voie à de nouvelles thérapies adaptées pour cibler ces voies, conduisant potentiellement à de meilleurs traitements pour les cancers invasifs. Au fur et à mesure que les chercheurs continuent de déchiffrer les interactions complexes entre les cellules cancéreuses et la MEC, cela ouvre des opportunités pour combattre le cancer de manière plus efficace.