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CANCER : Compter une par une les cellules tumorales circulantes

Actualité publiée il y a 1 mois 1 semaine 3 jours
Nature Communications
Cette technique permet de compter, cellule par cellule, les cellules tumorales circulantes ce qui permet d’évaluer la propagation du cancer (Visuel Adobe Stock 330189638)

C’est le principe de la biopsie liquide, mais en plus sophistiqué. Cette équipe du Massachusetts Institute of Technologie (MIT, Cambridge) présente une technique qui permet de compter, cellule par cellule, les cellules tumorales circulantes ce qui permet d’évaluer la propagation du cancer. Ces premières preuves de concept précliniques, présentées dans la revue Nature Communications, éclairent également un domaine encore mal connu : la dynamique des métastases.

 

Au fur et à mesure que les tumeurs se développent dans un organe, elles libèrent également des cellules qui pénètrent dans la circulation sanguine. Ces cellules peuvent voyager vers d'autres organes, semant de nouvelles tumeurs appelées métastases. La technique présentée permet, pour la première fois, de mesurer le taux de génération de ces cellules tumorales circulantes (CTC), ici chez la souris. L’approche révèle également combien de temps les CTC survivent, une fois libérées dans la circulation sanguine, ce qui permet d’apprécier leur capacité de propagation.

« Compter les CTC en temps réel,

permet ainsi d’obtenir une mesure directe de la vitesse à laquelle les CTC pénètrent dans la circulation et du temps nécessaire avant qu'elles ne soient éliminées », explique l’auteur principal, Scott Manalis, professeur d'ingénierie, de génie biologique et mécanique et membre de l'Institut Koch pour la recherche intégrative sur le cancer.

 

Le défi posé par les CTC : les cellules tumorales circulantes sont rares chez les patients : un millilitre de sang peut contenir entre 1 et 10 de ces cellules. Ces dernières années, de nombreuses équipes ont développé différentes stratégies pour capturer ces cellules insaisissables, qui peuvent fournir de nombreuses informations sur la tumeur d'un patient, et même permettre de suivre la réponse au traitement. Chez la souris, les CTC sont encore plus difficiles à trouver car les souris n'ont qu'un peu plus d'un millilitre de sang !

 

Cependant, les cellules tumorales circulantes sont "attrayantes" au plan diagnostique car elles peuvent être obtenues, de manière minimalement invasive à partir du sang et elles offrent une fenêtre sur la tumeur.

 

2 compteurs sanguins pour dénombrer les CTC : pour relever ces défis, les scientifiques ont conçu un système qui leur permet de prélever le sang d'une souris modèle de tumeur et de l'acheminer vers une souris en bonne santé. À travers un tube séparé, le sang de la souris saine retourne à la souris porteuse de tumeur. Le système comprend 2 compteurs de cellules (un pour chaque souris) qui détectent et retirent les cellules tumorales circulantes du sang. Avec ce système, les chercheurs peuvent analyser tout le sang de chaque souris en moins d'une heure. Après avoir déterminé la concentration de CTC dans la circulation sanguine de la souris porteuse de tumeur et de la souris saine, ils peuvent calculer la vitesse à laquelle les CTC sont générées chez la souris porteuse de tumeur. Ils peuvent également calculer la demi-vie des cellules - une mesure de la durée de leur survie dans le sang avant d'être éliminées par le corps.

 

L’étude de CTC de tumeurs pancréatiques et de 2 types de tumeurs pulmonaires montre que :

 

  • la demi-vie des CTC est assez similaire entre les 3 types de tumeurs, avec des valeurs allant de 40 secondes à environ 250 secondes.
  • Cependant, les taux de génération ont montré beaucoup plus de variabilité entre les différents types de tumeurs. Les tumeurs pulmonaires à petites cellules, connues pour être agressivement métastatiques, pourraient éliminer plus de 100 000 CTC par heure, tandis que les tumeurs pulmonaires non à petites cellules et les tumeurs pancréatiques n'excrètent que 60 CTC par heure.
  • Lorsque les chercheurs injectent des CTC dans des souris receveuses saines, ces CTC forment des métastases détectables après quelques mois, ce qui valide une nouvelle plateforme d’étude des cancers et de leur capacité à métastaser.

 

Evaluer la réponse au traitement : les chercheurs espèrent maintenant étudier comment différents traitements influencent les niveaux de CTC : « Avec ce système, nous pouvons examiner la concentration en temps réel des CTC et évaluer comment un traitement donné affecte la demi-vie de ces cellules et leur taux de génération ». Le même système va prochainement être adapté à d'autres types de cancers, y compris les cancers du sang tels que les leucémies et les lymphomes.

 

Enfin, la technique pourrait également être utilisée pour étudier la dynamique de la circulation d'autres types de cellules, y compris les cellules immunitaires telles que les neutrophiles et les cellules tueuses naturelles.

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