Cancer: Une maladie des cellules souche?
Le cancer fait l'objet de recherches importantes dans le monde entier. Néanmoins, beaucoup de questions sur le fonctionnement de cette maladie restent sans réponse. Comment le cancer commence-t-il exactement et comment grossissent les tumeurs ? La théorie des cellules souche cancéreuses peut expliquer comment certains cancers fonctionnent et pourquoi les patients rechutent.
Les mutations dans des gènes qui contrôlent la division cellulaire peuvent provoquer la transformation de cellules saines en cellules cancéreuses. Mais il n'est pas encore clair comment les cellules cancéreuses se développent pour former une tumeur.
Seules certaines cellules de la tumeur continuent à se diviser et à se multiplier. Cette observation a mené à la formulation de deux théories pour expliquer le développement des tumeurs.
Le « modèle des cellules souches cancéreuses » propose que les cellules souches cancéreuses donnent naissance à toutes les cellules que l'on trouve dans la tumeur. Certaines cellules tumorales peuvent se multiplier pendant un temps mais seules les cellules souches cancéreuses peuvent donner naissance indéfiniment à de nouvelles cellules.
Le « modèle stochastique » suggère que de nombreuses cellules de la tumeur se multiplient, se différencient et contribuent de manière égale à son développement.
Il y a beaucoup d'inconnues concernant les cellules souches cancéreuses, y compris si elles existent en fait dans tous les types de cancers. Il n'y a pas encore de preuve absolue en faveur de l'une ou l'autre théorie et il est possible que différents types de cancers s'expliquent par différentes théories. Les chercheurs veulent trouver des preuves directes de la présence des cellules souches cancéreuses dans les tumeurs.
Ils tentent de déterminer quelles sont les cellules qui deviennent cancéreuses. N'importe quelle cellule peut-elle devenir cancéreuse ou les cellules souches cancéreuses proviennent-elles uniquement de cellules souches naturelles porteuses de gènes mutants ?
Les chercheurs veulent savoir comment les gènes, les mutations, les signaux et l'environnement influencent le comportement des cellules souches cancéreuses. Ce n'est pas facile car pour étudier ces cellules, il faut souvent les isoler en laboratoire où elles peuvent se comporter autrement que dans l'organisme.
Dans un corps sain certaines cellules peuvent se diviser pour en produire des nouvelles. Ceci est un procès très contrôlé qui permet au corps de grandir et de remplacer les cellules perdues ou endommagées pendant la vie adulte. Dans le cas du cancer, les cellules se divisent d’une façon non contrôlée, formant, éventuellement, une masse anormale de cellules, ce qu'on appelle une tumeur. Les cellules cancéreuses sont hors contrôle à cause de mutations (changements) dans leurs gènes. Les mutations s’accumulent au fur et à mesure que nos cellules se divisent et vieillissent, mais certaines combinaisons de mutations génétiques peuvent conduire au cancer.
Malgré une recherche intensive sur le cancer, il n’est pas tout à fait clair comment les tumeurs poussent. Les cancers sont très souvent constitués d’un mélange de différents types de cellules. Certaines cellules se divisent constamment. D'autres on l’air de se développer en cellules plus matures que ne se divisent plus. Il y a deux théories principales pour expliquer cela : la théorie des cellules souches du cancer et le modèle stochastique de la croissance des cancers.
La théorie des cellules souche du cancer suggère que les tumeurs poussent comme des tissus normaux de l’organisme, avec des cellules souches au départ d’un système organisé qui produit de nouvelles cellules pour permettre à un tissu de grandir. D’après cette idée, les tumeurs contiennent :
- Des cellules souches du cancer qui se divisent et alimentent la croissance tumoral. Ces cellules peuvent s’auto-renouveler (faire des copies d’elles-mêmes) et aussi produire des cellules plus matures appelées cellules d'amplification transitoire.
- Des cellules d'amplification transitoire qui se divisent un certain nombre de fois avant de se différencier (ou devenir matures) en cellules tumorales spécialisées.
- Des cellules tumorales spécialisées qui ne se divisent pas et donc ne contribuent pas à la croissance tumorale.
D’après cette idée, les cellules dans la tumeur sont dans un système strictement organisé avec les cellules souches du cancer au sommet, et qui produisent toutes les autres cellules du cancer.
Le modèle stochastique de la croissance des cancers donne une explication différente de la croissance tumorale. Cette théorie soutien que toutes les cellules cancéreuses ont le même potentiel de division, mais que l' auto-renouvellement et différentiation de chaque cellule est aléatoire. Les cellules dans une tumeur ne sont pas dans un système organisé – toutes les cellules on le même potentiel intrinsèque de contribuer à la croissance tumorale.
Différents types de cancer peuvent fonctionner de façon différente. Il est donc possible que ces deux théories soient correctes. Elles s’appliquent peut-être à des cancers différents ou à différents stades du développement tumoral.
Il n'y a pas de preuve définitive en faveur de l'une ou l'autre théorie de la croissance du cancer. Néanmoins, un nombre croissant d'évidences suggèrent que la théorie des cellules souches du cancer est vraie dans certains cas. La première évidence en son faveur vient des études sur la leucémie humaine. Des chercheurs ont trouvé que seulement une sous population des cellules leucémiques pouvait induire une leucémie quand transplantées dans un corps sain, caractéristique clé des cellules souches du cancer.
Depuis cette découverte, des nombreux chercheurs ont trouvé des cellules avec les caractéristiques des cellules souches du cancer dans une grande variété de cancers chez l'homme et la souris, tels que le cancer du sein, du cerveau, de la peau, de la prostate et du colon. Dans certains types de tumeurs les cellules souche du cancer sont très rares, comme dans le cas du cancer du colon. Dans d'autres, tels que le mélanome, un très grand nombre de cellules ont des caractéristiques de cellules souche du cancer.
Les cellules souche du cancer sont controversées
La théorie des cellules souche du cancer est controversé car les évidences pour l'existence de ces cellules sont seulement basées sur des expériences qui impliquent la dissociation d’une tumeur, la séparation de certaines cellules et leur greffe. Ce processus n'est pas tout à fait pareil à la croissance tumorale naturelle. Pour arriver à prouver que les cellules greffées sont vraiment des cellules souches du cancer, les scientifiques devront regarder les cellules individuellement et trouver des évidences que ces cellules alimentent vraiment la croissance tumoral dans l’environnement naturel du corps.
Le concept des cellules souche du cancer a des implications importantes pour la thérapie du cancer. Si les cellules souche du cancer sont responsables par la maintenance de la croissance de la tumeur, les éliminer pourrait éventuellement guérir le patient.
Il a été suggéré que les cellules souche du cancer sont plus résistantes à la chimio- et radiothérapie que les autres cellules de la tumeur. Ceci pourrait être une cause de la rechute après la thérapie. Comprendre comment ces cellules résistent à la thérapie peut aboutir au développement de nouveaux traitements plus efficaces.
De nombreuses questions au sujet du cancer restent sans réponse. Plus d'études sont nécessaires pour déterminer précisément comment différents cancers poussent et comment ils résistent à la thérapie. Est-ce que toutes les tumeurs ont des cellules souche sdu cancer? Quel type de cellule est l'origine ou le début des différents cancers? Les chercheurs sont aussi en train d'essayer de comprendre comment les cellules souche du cancer sont contrôlées. Quels gènes, protéines ou autres molécules sont impliqués dans leur développement et comportement? Est-ce que le microenvironnement, le “voisinage” immédiat, de la tumeur a un effet dans le comportement des cellules sources du cancer? Les réponses à ces questions seront importantes pour les futures stratégies de traitement des cancers.
Cette 'fiche info' a été crée par Cédric Blanpain.
Revue en 2015 et 2018 par Cédric Blanpain.
Images par Cédric Blanpain, Benjamin Beck, Khalil Kass Youssef et Gaelle Lapouge.