De nouvelles recherches suggèrent qu’une viscosité plus élevée du liquide extracellulaire permet aux cellules cancéreuses de migrer plus rapidement d’une tumeur primaire vers d’autres sites du corps. Ces découvertes pourraient à terme aider à lutter contre les métastases cancéreuses .
L’étude, publiée dans la revue à comité de lecture Nature , a examiné comment la viscosité élevée, ou la résistance à l’écoulement, du liquide extracellulaire affecte la dissémination des cellules cancéreuses dans des modèles animaux. Le liquide extracellulaire est un liquide corporel à l’extérieur des cellules. On le trouve dans le sang, la lymphe, le cerveau, les canaux de la moelle épinière et d’autres tissus.
“Nous avons clarifié comment les cellules détectent et réagissent aux niveaux physiologiquement pertinents de viscosité des fluides que l’on trouve couramment dans le corps des patients sains et malades”, déclare Konstantinos Konstantopoulos, Ph.D., chercheur principal de l’étude, le professeur William H. Schwarz. de génie chimique et biomoléculaire avec des nominations en génie biomédical et en oncologie, et membre du programme d’invasion et de métastases du Johns Hopkins Kimmel Cancer Center.
« Nous avons également montré que les cellules ont la capacité de former de la mémoire lorsqu’elles sont préexposées à des viscosités de fluides élevées. Nous pensons que ces découvertes obligeront les chercheurs d’autres domaines, au-delà de la mécanobiologie du cancer, à considérer la viscosité des fluides comme un indice physique clé qui régule les réponses cellulaires.
Les auteurs de l’étude notent que bien que la viscosité dérégulée des fluides corporels soit liée à de nombreuses maladies depuis des décennies, les études sur la dissémination des cellules cancéreuses à ce jour ont été principalement réalisées à l’aide de fluides de faible viscosité.
“On s’attendait à ce que, puisqu’il y a plus de résistance dans des fluides plus visqueux, les cellules cancéreuses ne bougent pas ou ne métastasent pas efficacement, mais nous avons montré que le contraire est vrai”, explique Kaustav Bera, Ph.D., récemment diplômé de l’Université de Konstantopoulos. laboratoire et premier auteur de l’étude.
Les chercheurs ont découvert qu’un environnement de résistance plus élevée entraîne la formation d’un réseau d’actine plus dense – une protéine intracellulaire – qui favorise l’enrichissement local des transporteurs d’ions qui coopèrent avec les canaux d’eau pour faciliter l’absorption d’eau, favoriser le gonflement des cellules et augmenter la tension membranaire.
Au bord d’attaque de la cellule, cette tension membranaire accrue active une voie de signalisation, qui comprend un canal ionique appelé TRPV4 qui détecte les signaux physiques. La viscosité du fluide ordonne à la cellule d’ouvrir ses canaux TRPV4, facilitant l’apport de calcium, ce qui améliore la capacité de génération de force des cellules et entraîne finalement un mouvement cellulaire plus rapide.
Lorsque les chercheurs ont renversé TRPV4, ils ont bloqué le mouvement plus rapide des cellules et leur capacité à former de la mémoire en réponse à une préexposition à des viscosités élevées.
Application à une thérapie ciblée
Milda Alksnė, PhD, chercheuse junior au Centre des sciences de la vie de l’Université de Vilnius, qui n’est pas impliquée dans l’étude, affirme que TRPV4 est un marqueur qui pourrait éventuellement être bloqué dans les cellules cancéreuses.
« Dans une thérapie ciblée, les chercheurs recherchent des marqueurs dont le blocage empêcherait le cancer de se propager de diverses manières. Par exemple, si une protéine spécifique responsable de la formation d’un nouveau vaisseau sanguin est bloquée, les nouvelles cellules cancéreuses en division mourront car elles ne reçoivent pas la quantité nécessaire de nutriments », explique-t-elle.
Si TRPV4 était bloqué, les cellules ne pourraient pas détecter les changements de viscosité du fluide ; par conséquent, ils ne seraient pas en mesure de ressentir les changements dans l’environnement et d’apprendre à migrer et à métastaser, explique Alksnė.
Selon le chercheur, certaines maladies peuvent entraîner des modifications de la viscosité du liquide extracellulaire.
«Le cancer se propage souvent aux ganglions lymphatiques et les fait diminuer de manière significative. Lorsque la fonction des ganglions lymphatiques est dérégulée, la viscosité du liquide extracellulaire commence à augmenter », a-t-elle déclaré.
