Les cellules cancéreuses sont plus petites que les cellules non malignes


Les cellules cancéreuses sont plus petites que les cellules non malignes

Les indices sur la façon dont les cellules deviennent cancéreuses sont révélés dans un nouveau catalogue de leurs caractéristiques physiques et chimiques. Le catalogue montre, entre autres, comment les cellules malignes qui sortent des tumeurs et envahissent les autres organes sont plus vivaces et plus agressives que celles qui ne sont pas malignes: elles peuvent passer plus facilement dans de petits espaces et exercent une plus grande force sur leur environnement.

Pour compiler le catalogue, 100 chercheurs de 20 centres différents aux États-Unis se sont associés pour explorer la physique et la chimie qui façonnent le développement des cellules cancéreuses, processus qui n'est pas clair dans la perspective de la science physique.

Les chercheurs, qui appartiennent aux centres de sciences physiques et d'oncologie (PS-OC) parrainé par le National Cancer Institute, espèrent que leur catalogue aidera à détecter plus tôt les cellules cancéreuses, et même un jour aidera à prévenir ou à traiter le cancer métastatique, c'est le cancer qui S'est propagé et a commencé de nouveaux sites de tumeur dans d'autres parties du corps, et qui est responsable de la grande majorité de tous les décès par cancer.

Dans un article publié en ligne le 26 avril dans le journal Rapports scientifiques , Ils décrivent comment ils ont procédé à une comparaison systématique moléculaire et biophysique entre deux lignées cellulaires, l'une des cellules métastatiques du cancer du sein et l'autre des cellules mammaires non malignes, et a énuméré des différences majeures qui offrent de nouvelles idées sur la façon dont les cellules changent d'être non- Malin à métastatique.

Robert Austin, professeur de physique et chef de l'Université de Princeton PS-OC dans le New Jersey, indique dans un communiqué:

"En réunissant différents types d'expertise expérimentale pour comparer systématiquement les cellules métastatiques et non métastatiques, nous avons avancé notre connaissance de la façon dont les métastases surviennent."

Les cellules métastatiques sont essentiellement des "Jailbreakers"

Par exemple, ils ont constaté que les deux types de cellules présentaient des différences dans les propriétés mécaniques, leur adhérence aux surfaces, leur migration, leur réponse à l'oxygène et la production de protéines.

Austin et l'équipe du Princeton PS-OC ont découvert que même s'ils voyagent plus lentement que les cellules non malignes, Les cellules métastatiques se déplacent plus loin et vont dans une ligne plus droite .

Ils ont créé un environnement en silicium qui simule la structure des tissus à l'intérieur du corps et a observé ce qui s'est passé lorsque les cellules ont fait leur chemin à travers de minuscules chambres et canaux de taille cellulaire gravés dans le silicium.

Austin dit Les cellules métastatiques "sont essentiellement des jailbreakers", car elles peuvent traverser la matrice extracellulaire , La paroi de la membrane dure que le corps crée pour tenter de sceller la tumeur des tissus sains.

Les physiciens et les ingénieurs de Princeton possèdent une expertise en technologie de microfabrication, qui sert à fabriquer des circuits intégrés et des cellules solaires. Ils ont appelé cette expertise pour faire utiliser les minuscules chambres de silicium dans l'étude.

Le Princeton PS-OC comprend également des équipes de l'École de médecine de l'Université Johns Hopkins, de l'Institut Salk des études biologiques et de l'Université de Californie-Santa Cruz.

Les cellules métastatiques plus résistantes à l'oxygène faible et fabriquent des protéines qui les rendent plus mobiles

Dans leur document, les chercheurs décrivent aussi comment ils ont trouvé Les cellules métastatiques se remettent plus rapidement du stress d'un environnement à faible teneur en oxygène Que les cellules non malignes, confirmant les résultats d'études antérieures.

Beaucoup de cellules métastatiques périssent lorsque l'apport en oxygène est faible, mais ceux qui survivent à rebondir avec une grande vigueur, confirmant l'idée que les cellules individuelles jouent un rôle important dans la propagation du cancer.

Le Princeton PS-OC a également découvert Les cellules malignes créent des protéines qui les rendent plus mobiles Et capable d'envahir la matrice extracellulaire et échapper à la tumeur. Ils ont découvert cela en comparant la production totale de protéines avec celle produite dans les cellules métastatiques.

Mesurer la façon dont les cellules poussent les cellules environnantes à l'expression des gènes et des protéines

Dans l'ensemble du réseau PS-OC, les chercheurs utilisent les mêmes deux lignées cellulaires épithéliales du sein: MCF-10A non tumorigène et MDA-MB-231 métastatique, modèles de métastases couramment utilisés. Ils utilisent également les mêmes réactifs et protocoles pour que les résultats puissent être comparés.

Leurs méthodes de laboratoire allaient de prendre des mesures physiques de la façon dont les cellules poussent les cellules environnantes à mesurer leur expression de gènes et de protéines.

Nastaran Zahir Kuhn, directeur de programme pour le PS-OC au National Cancer Institute, déclare dans un communiqué:

"Environ 20 techniques ont été utilisées pour étudier les lignées cellulaires, permettant d'identifier un certain nombre de relations uniques entre les observations".

Les cellules métastatiques sont plus douces et exercent plus de force dans leur environnement

Par exemple, en utilisant une technique appelée microscopie à force atomique, les chercheurs ont constaté que les cellules métastatiques semblent être plus douces que les cellules non malignes, tandis qu'une autre approche, appelée microscopie de force de traction, a indiqué qu'elles exercent plus de force sur leur environnement.

Ces deux propriétés donnent des indices importants sur la façon dont les cellules métastatiques échappent à leur prison de tumeurs murales. Ceux-ci pourraient les aider, par exemple, à adhérer, à migrer et à remodeler la matrice extracellulaire dure avec laquelle le corps a entouré la tumeur. Mais en même temps, étant plus douces, les cellules métastatiques peuvent également se presser dans les petits espaces de la membrane.

Kuhn a déclaré que le but du programme national PS-OC est de regrouper l'expertise des physiciens, des ingénieurs, des informaticiens, des chimistes et des biologistes pour nous aider à mieux comprendre le cancer et:

"Les résultats de cette étude démontrent l'utilité d'une telle approche, en particulier lorsque les études sont réalisées d'une manière standardisée dès le début".

Dans une autre étude intrigante publiée en janvier 2013, les chercheurs qui explorent l'interaction entre les cellules et la matrice extracellulaire suggèrent de savoir comment les cellules savent qu'elles ne sont pas à l'envers peuvent également aider à lutter contre le cancer.

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