Une étude établit un lien entre les protéines sécrétées par les vaisseaux sanguins et le cancer résistant aux médicaments

Le cancer est l'une des principales causes de décès dans le monde. L'une des principales raisons pour lesquelles le cancer est une maladie si mortelle est la capacité des cellules cancéreuses à devenir résistantes aux médicaments.

Après des décennies de recherche médicale, les scientifiques ont compris que les tumeurs cancéreuses contiennent souvent une population spéciale de cellules appelées cellules souches cancéreuses (CSC). Comme les cellules souches normales, les CSC peuvent s'auto-renouveler et se différencier en différents types de cellules au sein d'une tumeur, jouant un rôle important non seulement dans la croissance tumorale et les métastases, mais également dans le développement de la résistance aux médicaments.

Malheureusement, le développement de thérapies ciblant spécifiquement les CSC s'est avéré assez difficile compte tenu de leur capacité à s'adapter et à se repeupler. C'est pourquoi certains chercheurs ont porté leur attention sur les vaisseaux sanguins à l'intérieur du tissu tumoral.

Au cours des dernières années, les scientifiques ont découvert que certaines sous-populations de cellules endothéliales (les cellules qui tapissent les vaisseaux sanguins) sécrètent des facteurs angiocrines qui régulent la prolifération et la maturation des cellules souches. Comprendre quelles cellules produisent ces facteurs et quelles sont leurs fonctions dans le microenvironnement tumoral pourrait, à son tour, conduire au développement de nouvelles thérapies contre le cancer.

Dans ce contexte, une équipe de recherche japonaise, comprenant le professeur Hiroyasu Kidoi et le Dr Yumiko Hayashi du département de biologie vasculaire intégrative de la faculté des sciences médicales de l'université de Fukui, a mené une étude sur la protéine 1 sécrétée liée aux frizzleds (Sfrp1 ), un facteur angiocrine, pour clarifier son rôle dans les tissus tumoraux.

Leurs résultats ont été publiés en ligne dans la journal In Vitro Cellular & Biologie du développement.

« Bien que les vaisseaux sanguins soient généralement considérés uniquement comme des voies d'approvisionnement en oxygène et en nutriments, nos recherches se concentrent sur une fonction complètement différente des vaisseaux sanguins, à savoir la production de facteurs angiocrines. Nous avons mené cette étude avec l'idée que les facteurs angiocrines pourraient également être impliqués dans la progression tumorale et avons cherché à savoir si Sfrp1 influence le maintien des CSC et du tissu tumoral en général », explique le professeur Kidoya.

Pour clarifier ces questions, les chercheurs ont créé des souris knock-out du gène Sfrp1 (Sfrp1-KO) en utilisant l'édition du gène CRISPR-Cas9. Ils ont ensuite transplanté des tumeurs de carcinome du poumon chez des souris Sfrp1-KO et de type sauvage et ont observé les effets de Sfrp1 (ou son absence) à l'aide de techniques standards telles que la coloration immunohistochimique, la cytométrie en flux et l'analyse quantitative de l'expression génétique.

Les premières expériences ont montré que Sfrp1 est produit par un petit sous-ensemble de cellules endothéliales vasculaires dans le tissu tumoral et que sa présence est importante pour la croissance tumorale. La croissance tumorale a été supprimée chez les souris Sfrp1-KO, et les cellules tumorales transplantées surexprimant Sfrp1 ont entraîné une croissance tumorale plus rapide.

Il est intéressant de noter que les chercheurs ont découvert que les tumeurs dépourvues de Sfrp1 étaient incapables de supporter des populations significatives de CSC à la fin de la croissance tumorale, bien que ces tumeurs aient un pourcentage initial de CSC plus élevé. Cette découverte est particulièrement importante car elle indique l'un des rôles biologiques de Sfrp1 dans le microenvironnement tumoral et sa participation à la pathologie cancéreuse.

« Certaines CSC dans les tissus tumoraux sont dans un état de prolifération cellulaire arrêtée, et leur présence favorise la croissance tumorale et la résistance aux médicaments anticancéreux », explique le professeur Kidoya. "Nos résultats indiquent que Sfrp1 peut réguler l'auto-réplication du CSC et la croissance maligne transitoire, ainsi que maintenir un état de repos."

D'autres résultats ont montré que Sfrp1 n'affectait pas la structure des vaisseaux sanguins au sein de la tumeur, ce qui suggère que les effets observés sur la croissance tumorale n'étaient pas liés au système vasculaire. Au lieu de cela, l'analyse de l'expression génétique a révélé que Sfrp1 favorise le maintien du CSC en modulant la voie de signalisation Wnt bien conservée (une voie conservée au cours de l'évolution qui régule des aspects importants de la détermination du destin cellulaire, de la migration cellulaire et de l'organogenèse dans le développement embryonnaire).

Dans l'ensemble, les nouvelles connaissances fournies par cette étude pourraient ouvrir la voie au développement de nouveaux traitements contre le cancer ciblant les mécanismes qui aident à maintenir les CSC.

« Cibler les cellules endothéliales vasculaires spécialisées impliquées dans la production de facteurs angiocrines pourrait contribuer à perturber la niche du CSC, constituant ainsi une approche potentielle pour inhiber la croissance tumorale avec un minimum d'effets secondaires », conclut le professeur Kidoya.

"Je pense que cela pourrait conduire au développement de traitements pour les patients atteints d'un cancer incurable dont les tumeurs sont résistantes aux médicaments anticancéreux, ainsi que de traitements pour supprimer la récidive du cancer et les métastases."

Des recherches supplémentaires basées sur ces résultats serviront de tremplin vers des traitements efficaces contre le cancer résistant aux médicaments.