Pourquoi certains cancers sont pires que d’autres ?

Des chercheurs biologistes de l'université Virginia Tech (États-Unis) ont voulu savoir pourquoi certains cancers sont plus agressifs que d'autres. Leurs découvertes ont été publiées dans la revue Cancer Research.

Découper des tumeurs cancéreuses pour observer leur architecture

Megan Sweet est biologiste. Ses journées de travail, elle les passe à découper des tumeurs au laboratoire de Virginia Tech. Elle étudie des tumeurs cancéreuses cultivées sur des souris et, plus précisément, elle observe leur architecture au microscope afin de mieux comprendre comment évoluent les cancers.

Pour cela, Megan coupe les tumeurs à l'aide d'une lame de rasoir. « Il s'agit d'ajuster la lame avec précision pour obtenir une coupe nette et régulière », explique-t-elle. Les fragments de tissu obtenus sont de la taille d'un ongle. Les tranches de tumeur sont si fines qu'elles sont translucides. La dernière étape consiste à colorer des structures spécifiques au sein de la tumeur pour voir la façon dont elle se construit au fur et à mesure qu'elle progresse.

Comment se forme un cancer ?

Pour comprendre comment se forme une tumeur cancéreuse, il faut déjà rappeler comment une cellule parvient à rester saine. La plupart des cellules normales du corps sont dites « diploïdes ». Autrement dit, elle possède deux copies de chaque chromosome (une de chaque parent). Une cellule diploïde saine se divise afin de produire d'autres cellules diploïdes. Mais il arrive parfois qu'une cellule en division commette une erreur, ce qui perturbe le nombre de chromosomes. Cette erreur est alors enregistrée dans la cellule et va se reproduire et s'accumuler. C'est ainsi que se développent des maladies comme le cancer.

Un type de cellule est associé à la progression du cancer et à un mauvais pronostic

En collaboration avec d'autres biologistes, Megan Sweet a passé les cinq dernières années à analyser des cellules présentant un nombre anormal de chromosomes, un signe révélateur du cancer. Pour obtenir ce type de cellules, les chercheurs ont forcé des cellules cancéreuses diploïdes à dupliquer leurs chromosomes tout en bloquant leur division. Cette manipulation a donné naissance à des cellules tétraploïdes, chacune dotée de quatre jeux complets de chromosomes.

Ces cellules ont été obtenues en laboratoire, mais elles peuvent se former dans la réalité lors du développement de tumeurs humaines. Quand elle se produit chez l'humain, la tétraploïdisation est associée à la progression du cancer et à un mauvais pronostic.

Les chercheurs ont cherché à comprendre pourquoi les cellules tétraploïdes rendent une tumeur cancéreuse plus agressive. Ils ont donc comparé des tumeurs formées à partir de cellules cancéreuses diploïdes avec des tumeurs formées à partir de cellules cancéreuses tétraploïdes (celles qui rendent le cancer plus agressif).

Ils ont observé que le nombre de cellules tétraploïdes diminuait lors de la formation de la tumeur chez la souris, alors que la masse tumorale augmentait rapidement et de façon importante. Cette croissance de la tumeur était due à l'utilisation de cellules stromales, des cellules non cancéreuses présentes dans certains types de tissu conjonctif (tissu qui entoure et soutient divers organes du corps). « La présence, même en faible proportion, de ces cellules tétraploïdes peut favoriser le recrutement de cellules non cancéreuses supplémentaires, contribuant ainsi à la progression tumorale », a déclaré Megan Sweet.

Le potentiel tumoral dépendrait aussi de la taille des cellules

D'autres travaux menés par la même équipe de biologistes se sont intéressés à la physiologie des cellules tétraploïdes. Quand les chercheurs ont rendu tétraploïdes des cellules cancéreuses diploïdes d'origine humaine et isolé des clones monocellulaires, ils ont constaté un phénomène inattendu : les cellules des premiers clones n'avaient pas toutes la même taille.

Les biologistes s'attendaient à ce que tous les clones soient deux fois plus grands que les cellules diploïdes classiques en raison d'un volume cellulaire plus important, mais étonnamment certains étaient 25 à 30 % plus petits que prévu. Mais ce n'est pas tout, les clones les plus petits se sont révélés plus tumorigènes que les plus grands.

« Les clones les plus petits sont plus agressifs, ont affirmé les chercheurs. Ils se développent plus vite, sont plus invasifs et plus résistants aux médicaments anticancéreux couramment utilisés. »

Des expériences complémentaires menées sur des souris ont montré que les tumeurs composées de cellules tétraploïdes plus petites se développaient souvent plus rapidement. Ces résultats étaient indépendants du type de cellule cancéreuse : le même comportement a été observé dans les cancers colorectaux et du sein.

Mais qu’en est-il chez l’humain ?

Les chercheurs ont voulu vérifier si leurs découvertes s'appliquaient également chez l'humain. À partir des données du Cancer Genome Atlas, une base de données contenant des milliers d'échantillons de patients annotés, ils ont constaté que les cellules tétraploïdes plus petites, dans plusieurs types de cancers, étaient effectivement associées à un pronostic plus défavorable et à des taux de survie plus faibles.

« Nous savions déjà que la tétraploïdie pouvait rendre les cellules plus tumorigènes, mais nous savons maintenant que la taille des cellules, prise en compte, permet de mieux prédire leur potentiel tumorigène », a déclaré Cimini.

L'équipe de biologistes a annoncé poursuivre ses recherches pour mieux comprendre les mécanismes sous-jacents à ces découvertes.