L’imagerie optique révèle comment les cellules cancéreuses détournent l’activité métabolique pour alimenter la croissance des tumeurs pancréatiques

Le cancer du pancréas est un cancer rare, mais insaisissable et mortel, avec un taux de survie à cinq ans d’environ 10 %. Si le cancer s’est propagé, ce pourcentage tombe à 3 %. Les options de traitement sont très limitées.

« C’est un type de cancer horrible car une fois que vous découvrez que quelqu’un a un cancer du pancréas, il est souvent trop tard car il n’y a aucun symptôme », explique Robsa Datta, assistante scientifique au laboratoire de Scala. « Le taux de survie est très faible car à ce stade, vous ne pouvez rien faire. »

Le laboratoire de Scala utilise l’imagerie optique avancée pour étudier l’activité métabolique qui conduit à la croissance tumorale, dans l’espoir qu’une meilleure compréhension du microenvironnement de la tumeur conduira à de nouveaux traitements et thérapies.

Dans une recherche publiée aujourd’hui dans le magazine progrès scientifiqueDatta et ses collègues décrivent comment les cellules cancéreuses peuvent détourner l’activité métabolique de certaines cellules non cancéreuses du pancréas pour alimenter la croissance tumorale.

Lorsque les cellules cancéreuses commencent à se multiplier, une partie intégrante du microenvironnement tumoral est la matrice extracellulaire (ECM) – ; Réseau de molécules qui aident à structurer les cellules qui composent un organe tel que le pancréas.

Des cellules non cancéreuses se trouvent également dans l’ECM, telles que des cellules immunitaires, des fibroblastes et des cellules de soutien spécifiques à un organe telles que les cellules stellaires pancréatiques (PSC).

Datta dit que les interactions entre les cellules cancéreuses et ces cellules souches cancéreuses sont essentielles à la reproduction et à la survie du cancer.

Les cellules cancéreuses peuvent recruter ces cellules non cancéreuses avec lesquelles travailler. C’est comme s’ils étaient sous le charme d’une cellule cancéreuse. Ils leur apporteront des nutriments et d’autres choses pour que la cellule cancéreuse puisse survivre. »

Robsa Datta, assistante scientifique

Les chercheurs ont combiné des cellules cancéreuses pancréatiques et des CSP dans un modèle organoïde, un environnement de culture cellulaire tridimensionnel dans une structure matricielle semblable à un gel qui imite étroitement la biologie d’un organe vivant ou d’une tumeur.

L’imagerie métabolique optique permet aux chercheurs de visualiser et de mesurer en temps réel les interactions métaboliques entre les cellules. Cette technique est non invasive et sans étiquette, ce qui signifie qu’elle utilise l’autofluorescence innée des cellules comme lecture plutôt que d’ajouter d’autres réactifs qui endommageraient les cellules.

Les modifications du métabolisme sont mesurées par l’état redox réduit des cellules, ou état redox, qui fluctue lorsque les électrons se déplacent entre les molécules de la cellule pour l’aider à croître et à se diviser.

« Nous avons constaté que lorsque ces cellules non cancéreuses sont présentes, l’état redox dans la cellule cancéreuse devient plus oxydé et a tendance à métastaser », explique Datta. « Lorsque les cellules cancéreuses touchaient les cellules cancéreuses, elles rétrécissaient encore plus. »

Ce transport intracellulaire suggère que les cellules cancéreuses peuvent surmonter la limitation redox de la prolifération cellulaire en interagissant directement avec les CSC et en exploitant leur métabolisme pour soutenir la croissance du cancer.

On ignore encore exactement comment l’interaction physique entre ces cellules entraîne des changements d’état redox. Mais Datta espère qu’une meilleure compréhension de ces interactions conduira éventuellement à des thérapies ciblées qui empêchent la prolifération des cellules cancéreuses et la progression tumorale.

Pour cette étude, le laboratoire de Scala a collaboré étroitement avec le biologiste du cancer Matt Vander Heyden et son laboratoire au Koch Institute for Integrative Cancer Research du Massachusetts Institute of Technology (MIT), financé par l’organisation à but non lucratif Stand Up Against Cancer (SU2C).

« La plupart de nos collaborateurs sont dans le Wisconsin, mais il s’agit d’une collaboration à long terme, donc grâce à la subvention, je peux me rendre dans leur laboratoire et ils peuvent également venir ici », explique Datta. « C’était un projet très intéressant parce que nous avons de l’expérience dans différents domaines. Nous devons tous les deux répondre à ces questions. »

Alors que le laboratoire de Scala a développé des techniques d’imagerie avancées pour obtenir ces mesures métaboliques, dit Datta, le laboratoire de Vander Heyden a joué un rôle essentiel dans la création du modèle organoïde et la mise des données dans une perspective biologique et son importance dans le domaine du cancer.

« J’espère que cet article démontre la puissance de notre technologie. Bien que si davantage de laboratoires de cancérologie l’adoptent, ils devront toujours collaborer avec des laboratoires comme le nôtre ayant une expertise en imagerie », ajoute-t-elle. « Mais nous adorons collaborer ! »