Certaines cellules des glioblastomes, la forme la plus agressive des tumeurs cérébrales, imitent les caractéristiques et les stratégies de déplacement des neurones immatures pour coloniser le cerveau. De nouveaux résultats fondamentaux obtenus par des chercheurs de l'hôpital universitaire de Heidelberg (UKHD), de la faculté de médecine de Heidelberg (MFHD) et du Centre allemand de recherche sur le cancer (DKFZ) fournissent les premières informations détaillées sur les mécanismes de propagation de la tumeur. Les cellules de glioblastome se déplacent à travers le tissu cérébral sain, s'installent dans un endroit approprié, puis forment des réseaux malins par lesquels elles reprennent contact avec la "tumeur mère". Ces envahisseurs ne partagent pas seulement leur profil moléculaire avec les cellules précurseurs des cellules nerveuses, mais ils migrent également selon les mêmes schémas de déplacement et, comme celles-ci, établissent des contacts avec les cellules nerveuses saines du cerveau. Les résultats ont été récemment publiés dans "Cell" et reconnus dans un éditorial.
Les glioblastomes se développent dans le cerveau comme un réseau fongique. Par conséquent, ils ne peuvent pas être complètement éliminés par la chirurgie et, grâce à leur réseau résilient, ils survivent à la chimiothérapie et à la radiothérapie intensives. Cela en fait la tumeur cérébrale la plus dangereuse chez l'homme, avec une durée de survie moyenne d'environ 15 mois après le diagnostic initial. La manière dont cette croissance caractéristique se produit fait l'objet de recherches menées par les groupes de travail du professeur Dr Frank Winkler, de l'unité de coopération clinique Neurooncologie de l'UKHD et du DKFZ, du professeur Dr Thomas Kuner, chef du département de neuroanatomie fonctionnelle de l'Institut d'anatomie et de biologie cellulaire, et du Dr Varun Venkataramani. En 2015, l'équipe a décrit le réseau de processus cellulaires des cellules de glioblastome comme une cause de résistance aux thérapies. Grâce à ce câblage, les cellules tumorales peuvent réparer les dommages et échanger des substances essentielles à leur survie. En 2019, les chercheurs ont découvert que les cellules tumorales reçoivent des signaux directs des neurones, les stimulant à se développer.
Enfin, l'équipe a regardé de plus près avec un microscope pour étudier les différents types de cellules au sein des tumeurs cérébrales. "Les glioblastomes sont constitués de cellules très hétérogènes. Nous voulions savoir dans quelle mesure les différents types de cellules diffèrent dans leur rôle biologique", explique Winkler. Au cours de ce processus, ils ont découvert un sous-ensemble très agile de cellules cancéreuses qui ressemblent aux précurseurs des cellules nerveuses à plusieurs égards : dans leurs caractéristiques moléculaires, dans leur capacité à se déplacer dans le cerveau et dans la façon dont elles se connectent aux cellules nerveuses du cerveau et reçoivent des signaux de celles-ci via les synapses, des points de contact spéciaux pour la transmission des signaux.
"Grâce à des techniques de microscopie à haute résolution, nous avons observé, sur des cellules de glioblastome humain se développant dans des cerveaux de souris, que ces cellules cancéreuses se déplacent dans le cerveau de la même manière que les prédateurs se déplacent sur leur territoire à la recherche de proies - un peu comme les cellules précurseurs des nerfs. Ce faisant, elles scrutent l'environnement à l'aide de fines extensions cellulaires et reçoivent des signaux d'activation des cellules nerveuses via leurs synapses, dont elles semblent avoir besoin pour l'invasion", décrit le professeur Kuner. Son équipe a utilisé une combinaison de méthodes modernes de microscopie et de biologie moléculaire qui ont fourni des vues détaillées et tridimensionnelles de l'interaction des cellules dans le tissu, de leurs contacts entre cellules et de leurs propriétés moléculaires.
Au microscope, il est apparu qu'après avoir trouvé un emplacement favorable, les cellules qui se propagent modifient leurs propriétés moléculaires et se transforment en un type de cellule qui ne se déplace plus mais forme des réseaux. "Le comportement est similaire à celui de la colonisation d'un nouveau continent : tout d'abord, les colons individuels partent au loin, entrent en contact avec les habitants, et finalement s'installent", décrit le premier auteur, le Dr Varun Venkataramani.
Le professeur Dr Wolfgang Wick, directeur médical de la clinique neurologique de l'UKHD, considère ces résultats comme une étape importante dans le domaine de la "neuroscience du cancer", la science de l'interaction complexe entre le système nerveux et les cellules tumorales : "Pour la première fois, nous comprenons ce que font les différents types de cellules d'un glioblastome, quelles caractéristiques moléculaires sont associées à quel comportement, et quel type de cellule est responsable de la croissance invasive de la tumeur. En revanche, le type de cellules formant un réseau qui se développe à partir de celles-ci est responsable de la résistance. Ces connaissances pourraient fournir des points de départ pour de nouvelles thérapies." La prochaine étape consiste à décoder davantage les mécanismes moléculaires du mouvement, de la communication avec les cellules nerveuses et de la mise en réseau.
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