Chaque tumeur se compose de plusieurs types de cellules, qui ont toutes des caractéristiques distinctes et qui évoluent différemment, mais avec un objectif commun, échapper au traitement. Ainsi, ce sont ces différences entre les cellules cancéreuses qui déterminent aussi l'efficacité des thérapies ciblées. Cette équipe de cancérologues et de chercheurs de la Charité – Universitätsmedizin Berlin et du German Cancer Consortium (DKTK) parvient à retracer ces trajectoires de développement, ici de cellules cancéreuses colorectales. Ces travaux, publiés dans la revue Embo Molecular Medicine, permettent de mieux identifier les lacunes des approches thérapeutiques actuelles et de développer de nouvelles thérapies qui limitent cette résistance.
Toutes les cellules cancéreuses ne répondent donc pas de la même manière. Alors que certaines cellules sont éliminées par le traitement, d'autres prennent ce que les auteurs appellent « un mauvais virage ». S'écartant de leur trajectoire normale de développement, elles entrent dans un nouvel état qui les rendent résistantes.
Observer les changements dynamiques qui se produisent dans les tissus au niveau cellulaire
Les chercheurs ont utilisé une technique de séquençage cellulaire unique qui permet d'étudier l'expression des gènes individuels de milliers de cellules en même temps. Les tumeurs étant constituées de sous-populations de cellules qui, en plus d'avoir des caractéristiques différentes, s'adaptent continuellement aux changements de leur microenvironnement. En utilisant cette technique de séquençage monocellulaire, l’équipe dirigée par les Dr. Markus Morkel et Nils Blüthgen a étudié l'hétérogénéité des tissus tumoraux afin d'obtenir une image plus claire du processus de développement du cancer colorectal.
- En comparant des cellules cancéreuses colorectales avec des cellules trouvées dans des tissus intestinaux sains, en combinant les données de plus de 100.000 cellules individuelles, les scientifiques sont parvenus à caractériser les cellules « universelles » chez les patients individuels.
- Ensuite, pour pouvoir observer les changements dynamiques qui se produisent dans les tissus au niveau cellulaire, les chercheurs ont développé des cultures tridimensionnelles ou organoïdes de cellules cancéreuses colorectales ; en marquant l'ARN des cellules à un moment précis, les chercheurs ont pu décrypter l'expression des gènes et donc la manière dont les cellules au sein de ces organoïdes s’adaptent aux thérapies standards ;
- toutes les cellules cancéreuses ne répondent pas de la même manière. Alors que certaines cellules sont tuées par le traitement, d'autres prennent ce que les chercheurs décrivent comme «un mauvais virage». S'écartant de leurs trajectoires développementales normales, ces cellules entrent dans un état qui leur confère une résistance aux traitements.
Un énorme défi logistique et technique : ces nouvelles connaissances primordiales voire vitales apportées par l’étude, n’ont été possibles que grâce aux collaborations pluridisciplinaires entre spécialistes de plusieurs établissements, le recours à des techniques d’intelligence artificielle permettant l’analyse de très gros volumes de données et une plateforme permettant la recherche translationnelle à proximité du patient, c’est-à-dire débouchant sur des applications cliniques rapides.
Les auteurs concluent en quelques mots : « Ces travaux nous ont permis de mieux comprendre les processus cellulaires essentiels et nous allons maintenant les utiliser au profit des patients ».
Source: Embo Molecular Medicine Aug, 2021 DOI: 10.15252/emmm.202114123 Mitogen-activated protein kinase activity drives cell trajectories in colorectal cancer
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