Comment la pression limite les tumeurs

Publié par Isabelle le 04/06/2021 à 13:00
Source: CNRS INP

Une équipe de chercheur a mis en évidence la façon dont l'application d'une pression mécanique sur des cellules tumorales limite leur croissance.


L'utilisation d'osmolytes de tailles différentes permet de sélectionner le site où s'exerce la pression, cellules ou matrice extracellulaire, et observer ainsi ces effets.
© G. Cappello, LiPhy.

Anciennement, les médecins avaient remarqué qu'une légère compression mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes...) limitait parfois la croissance des tumeurs. Des siècles plus tard, un effet similaire a été observé in vitro (In vitro (en latin : « dans le verre ») signifie un test en tube, ou, plus...): des agrégats de cellules tumorales grossissent moins vite lorsqu'ils sont soumis à une faible pression (quelques kPa). Pour quelle raison ?

Une équipe de chercheurs du Laboratoire interdisciplinaire (Un travail interdisciplinaire intègre des concepts provenant de différentes disciplines.) de physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la...) (LiPhy, CNRS/Univ. Grenoble Alpes) de Grenoble, en collaboration avec l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est...) lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil...) matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses...) (ILM, CNRS/Univ. Claude Bernard) de Villeurbanne et le Collège de France (Le Collège de France, situé au no 11 place Marcelin-Berthelot dans le quartier latin...), émet l'hypothèse que les tissus biologiques seraient sensibles aux faibles pressions grâce à leur nature composite. Ils sont en fait constitués de cellules entourées par un hydrogel, la matrice extracellulaire. Cette dernière, perméable à l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les...) et très compressible, est mille fois plus écrasée et déshydratée que les cellules sous une pression de quelques kPa. En se déformant, la matrice extracellulaire agirait comme un capteur (Un capteur est un dispositif transformant l'état d'une grandeur physique observée en une...) de pression et inhiberait la prolifération. Ces travaux sont parus dans la revue eLife.

Pour tester l'hypothèse, les auteurs ont proposé une nouvelle stratégie (La stratégie - du grec stratos qui signifie « armée » et ageîn qui signifie...) expérimentale ( En art, il s'agit d'approches de création basées sur une remise en question des dogmes...). L'idée est d'exercer une pression osmotique sélective sur les cellules ou sur la matrice extracellulaire, en utilisant des molécules biologiques de tailles différentes. Les petits osmolytes ( 15 nm, vert), en revanche, ne peuvent pas pénétrer dans la matrice extracellulaire et compriment l'agrégat dans sa globalité. Le résultat est que pour une valeur identique de la pression (5 kPa), la compression globale de l'agrégat en inhibe la croissance bien plus qu'une compression sélectivement appliquée aux cellules. Ces résultats suggèrent que la déformation de la matrice extracellulaire régule (Les régules sont des alliages d'étain ou de plomb et d'antimoine.) effectivement l'expansion d'une tumeur (Le terme tumeur (du latin tumere, enfler) désigne, en médecine, une augmentation de...) et participe aussi à la régulation (Le terme de régulation renvoie dans son sens concret à une discipline technique, qui se...) d'un tissu sain.

La compréhension de ce mécanisme permettrait ainsi d'appréhender l'un des mécanismes d'autorégulation de la taille des tissus biologiques (homéostasie) et, éventuellement, de rétablir ce mécanisme par voie pharmacologique lorsqu'il est inhibé, ce qui est le cas dans les tumeurs.

Référence:
Extracellular matrix (Matrix (en France), La Matrice (au Québec) (The Matrix) est un film de science-fiction...) in multicellular aggregates acts as a pressure sensor controlling cell proliferation and motility.
M.E. Dolega, S. Monnier, B. Brunel, J.-F. Joanny, P. Recho, G. Cappello, eLife, Publié le 11 mars 2021.
DOI: 10.7554/eLife.63258.
Article disponible sur la base d'archives ouvertes hal

Contacts:
- Giovanni Cappello - Directeur de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue...) CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand...), Laboratoire interdisciplinaire de physique - giovanni.cappello at univ-grenoble-alpes.fr
- Communication (La communication concerne aussi bien l'homme (communication intra-psychique, interpersonnelle,...) INP - inp.com at cnrs.fr
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