Un nouveau mécanisme d’interaction dans la métastase osseuse Le taux de survie des patients atteints d’un cancer chute considérablement lorsque la tumeur se métastase sur des sites distants tels que les os. Des chercheurs européens peuvent désormais «écouter» l’interaction entre les cellules natives et métastatiques, ce qui ouvre ainsi la voie à de nouvelles possibilités d’intervention thérapeutique. Santé © Yok_onepiece, Shutterstock Lorsque les cellules cancéreuses envahissent d’abord les tissus osseux, elles pénètrent dans un environnement largement régulé par les ostéocytes, qui constituent plus de 90 % de nos cellules osseuses. Un nombre croissant de preuves indique qu’elles détournent le cycle normal de remodelage osseux, un équilibre homéostatique entre la formation et la résorption osseuses. Elles peuvent persister pendant des années à l’état dormant et être réactivées pour former des lésions métastatiques. Une culture in vitro résumant l’interaction in vivo entre les cellules cancéreuses et les os Le projet META-DORM entendait faire la lumière sur les mécanismes de signalisation entre les cellules cancéreuses métastatiques et le microenvironnement osseux. Ces recherches, entreprises avec le soutien du programme Actions Marie Skłodowska-Curie et partiellement hébergées dans le laboratoire du défunt professeur Chris Jacobs à l’Université de Columbia à New York, portaient sur l’étude des interactions chimiques et physiques entre les os et les cellules cancéreuses, aussi bien dans un état de latence qu’après stimulation mécanique. «Notre objectif ultime consistait à étudier de nouvelles cibles thérapeutiques dans la prévention ou le traitement des métastases du cancer», explique Stefaan Verbruggen, titulaire d’une bourse de recherche MSC. Les scientifiques du projet du Knight Research Group à l’École d’ingénierie et de sciences des matériaux de l’Université Queen Mary de Londres ont établi une coculture in vitro d’ostéocytes avec différentes lignées cellulaires de cancer du sein et de la prostate, en utilisant des membranes microperforées permettant l’échange de signaux de cytokines. «L’idée consistait à développer une stratégie expérimentale en laboratoire qui imiterait la signalisation in vivo survenant lors de la métastase d’un cancer», souligne Stefaan Verbruggen. En outre, puisque la charge mécanique des os, exprimée par l’exercice physique, est primordiale pour la signalisation osseuse saine in vivo, les scientifiques ont également appliqué une charge sur les ostéocytes afin de déterminer son impact sur l’invasion, la migration et la prolifération des cellules cancéreuses. Ce nouveau dispositif représente une tentative de réplication de la signalisation in vivo, permettant d’étudier l’interaction réciproque entre les cellules natives et métastatiques dans différentes conditions. L’importance de ces recherches pour une future exploitation Les principaux résultats de l’étude ont démontré que les ostéocytes étaient capables de prévenir la prolifération des cellules cancéreuses et de susciter un comportement davantage migratoire. Cette suppression de la croissance tumorale semble dépendre de la présence de l’ostéocyte cil primaire, un organite mince dépassant de la surface de la cellule et régulant la réponse des cellules osseuses aux forces mécaniques et à certains stimuli biochimiques. Cependant, les cellules cancéreuses sécrètent la cytokine TGF‑bêta qui réduit l’expression des cils primaires dans les ostéocytes. Ainsi, les ostéocytes ne parviennent plus à inhiber la prolifération des cellules cancéreuses, ce qui aboutit à des lésions cancéreuses de l’os. «Nos résultats indiquent la présence d’une boucle de rétroaction où les cellules cancéreuses contrôlent leur propre croissance métastatique en interférant avec le potentiel mécanisme anticancéreux endogène de l’os», souligne Stefaan Verbruggen. L’étude META-DORM a fait la lumière sur un nouveau mécanisme contrôlant la métastase du cancer dans les os, ainsi que sur une potentielle stratégie thérapeutique impliquant la manipulation des cils primaires. L’étude et l’exploitation plus poussées de ce mécanisme intéressant auront des impacts notables sur la société européenne, en renforçant la base de connaissances de la communauté scientifique européenne dans les domaines de la biologie des cils primaires et de la recherche sur le cancer. L’équipe scientifique s’est vue octroyer une récompense pluridisciplinaire de la part du Conseil de recherche en ingénierie et sciences physiques et du Cancer Research UK du Royaume-Uni pour avoir mis au point une plateforme d’organe sur puce microfluidique capable de mieux imiter le microenvironnement in vivo de la tumeur/des os. «Ce modèle d’organe sur puce nous permettra de tester de potentielles stratégies thérapeutiques sur la modification pharmaceutique des cils primaires», conclut Martin Knight, professeur de mécanobiologie à l’Institut de bioingénierie et codirecteur du Centre pour les modèles prédictifs in vitro et du www.cpm.qmul.ac.uk/emulate/ (Centre Queen Mary+Emulate Organs on Chips) à l’Université Queen Mary de Londres. Mots‑clés META-DORM, cancer, os, ostéocyte, métastase, tumeur, cils primaires, TGF‑bêta
