Explorer les défauts microscopiques à l’origine de la propagation du cancer de l’ovaire
Le cancer de l’ovaire dévaste plus de 20 000 femmes aux États-Unis chaque année, en partie à cause de sa tendance à échapper à la détection et à se présenter après une propagation métastatique. Un élément clé pour ralentir les métastases est de comprendre les mécanismes par lesquels les cellules tumorales envahissent les tissus.
Dans APL Bioengineering, par AIP Publishing, des chercheurs en biophysique de l’Université du Wisconsin expliquent comment des défauts microscopiques dans la façon dont les cellules saines s’alignent peuvent modifier la facilité avec laquelle les cellules cancéreuses de l’ovaire envahissent les tissus. À l’aide d’un modèle expérimental, où la constitution cellulaire imite la muqueuse de la cavité abdominale, le groupe a découvert que les perturbations de la disposition cellulaire normale, appelées défauts topologiques, affectent le taux d’invasion des cellules tumorales.
« Mon laboratoire est très intéressé par l’identification de moyens de ralentir les métastases. Cette étude est passionnante, car elle démontre un rôle unique pour l’organisation des cellules non tumorales pour aider ou ralentir ce processus », a déclaré l’auteur Pamela Kreeger. « Identifier les facteurs qui régulent cette organisation pourrait nous aider à atteindre notre objectif. »
Les défauts topologiques sont bien connus dans le monde de la physique, allant de la théorie quantique des champs aux phénomènes cosmologiques, mais commencent seulement à trouver une utilisation en médecine et en biologie.
Le modèle du groupe consistait en une seule couche de cellules saines, appelées cellules mésothéliales, le type de cellule prédominant qui recouvre les structures à l’intérieur de l’abdomen, où le cancer de l’ovaire se métastase souvent.
« Une façon courante de remplir l’espace est un emballage en nid d’abeille, dans lequel chaque » cellule » serait presque sphérique », a déclaré l’auteur Jacob Notbohm. « Mais dans notre cas, les cellules mésothéliales étaient allongées, rendant l’emballage en nid d’abeille impossible. »
Un tel allongement a conduit à des zones de couches cellulaires bien ordonnées et a laissé d’autres zones avec des imperfections d’alignement, provoquant les défauts topologiques. Ces défauts dans cet alignement ont été associés à une multitude d’influences microscopiques, notamment une densité cellulaire, un mouvement et des forces modifiés.
Ils ont ensemencé des cellules cancéreuses de l’ovaire au-dessus de la couche de cellules mésothéliales et comparé l’effet de la disposition des cellules mésothéliales sur la façon dont les cellules tumorales traversaient cette barrière.
Les modèles de flux cellulaire étaient différents près des défauts, certains défauts provoquant un flux cellulaire vers l’intérieur, vers le centre du défaut. À ces emplacements de flux entrant, les cellules cancéreuses traversaient plus lentement la barrière mésothéliale.
En plus de rechercher l’impact de l’organisation topographique dans la métastase des cellules cancéreuses, le groupe cherche à étudier la cause des défauts topologiques, dans l’espoir de trouver des moyens de diriger la structuration cellulaire dans des utilisations, telles que l’ingénierie tissulaire.
Référence: Zhang J, Yang N, Kreeger PK, Notbohm J. Les défauts topologiques du mésothélium suppriment la clairance des cellules cancéreuses de l’ovaire. APL Bioeng. 2021;5(3):036103. doi: 10.1063/5.0047523
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