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 Comment les cellules cancéreuses communiquent

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Denis
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MessageSujet: Re: Comment les cellules cancéreuses communiquent   Mer 28 Jan 2015 - 19:00

Researchers at the University of Basel and the University of East Anglia were able to predict the interactions of cancer cells using game theory. Their results have been published by the scientific journal PNAS.

A tumor consists of a heterogeneous population of individual cells that compete for space and nutrients against each other. However, cancer cells also cooperate in their struggle for survival by sharing molecules, such as growth factors. Cells that do not produce growth factors themselves have a proliferation advantage because they can use the factors produced by neighboring cells without the cost of producing them. What maintains this cooperation between tumor cells remains an open question and continues to obstruct medical therapies that target tumor growth.

Free riding cancer cells

The Public Goods Game is part of game theory and is used in economics as a model to analyze the provision of common goods. There is an imbalance in the consumption of these goods between those that provide them and pay the production costs and those that do not pay but consume anyway -- a situation that is known in economics as the free rider problem.

The researchers now applied this model to the cooperation between producing and non-producing members of a cancer cell population, in order to examine if the model is also applicable to biological processes, such as carcinogenesis. Using computer simulations, the researchers were able to calculate the long-term equilibrium between producing cells and "free riding" cells. They then used experiments with pancreatic cancer cells to test their calculations. Their results were in line with the predictions of the game theory model.

"Besides the finding that biological processes can be predicted by using computer simulations, our results suggest that further work on the 'social' interactions among cancer cells may reveal further insight into the dynamics of cancer, and hopefully guide research toward evolutionary stable therapies," says Gerhard Christofori, Professor at the Department of Biomedicine of the University of Basel.


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Des chercheurs de l'Université de Bâle et de l'Université d'East Anglia ont pu prédire les interactions entre les cellules cancéreuses à l'aide de la théorie des jeux. Leurs résultats ont été publiés par la revue scientifique PNAS.

Une tumeur se compose d'une population hétérogène de cellules individuelles qui sont en concurrence pour l'espace et les nutriments les unes contre les autres. Cependant, les cellules cancéreuses coopèrent également dans leur lutte pour la survie en partageant les molécules, telles que des facteurs de croissance. Les cellules qui ne produisent pas elles-mêmes des facteurs de croissance ont un avantage de prolifération car elles peuvent utiliser des facteurs produits par les cellules voisines sans subir le coût de leur production. Qu'est-ce qui maintient cette coopération entre les cellules tumorales reste une question ouverte et continue à entraver les thérapies médicales qui ciblent la croissance tumorale.

Les cellules cancéreuses resquilleuses.

Le jeu du commerce public fait partie de la théorie des jeux et est utilisé dans l'économie comme un modèle pour analyser la fourniture de biens communs. Il ya un déséquilibre dans la consommation de ces biens entre ceux qui les fournissent et paient les coûts de production et ceux qui ne paient pas mais consomment de toute façon - une situation qui est connu dans l'économie comme le problème des resquilleurs.

Les chercheurs ont appliqué ce modèle maintenant à la coopération entre et des membres d'une population de cellules cancéreuses prodcutives et non-productives, afin d'examiner si le modèle est également applicable à des procédés biologiques, tels que la carcinogenèse. Grâce à des simulations, les chercheurs ont pu calculer l'équilibre à long terme entre les cellules productrices et cellules «free riding». Ils ont ensuite utilisé des expériences avec des cellules de cancer du pour tester leurs calculs. Leurs résultats sont en ligne avec les prévisions du modèle de la théorie des jeux.

"Outre la conclusion que les processus biologiques peuvent être prédits en utilisant des simulations informatiques, nos résultats suggèrent que la poursuite des travaux sur les interactions« sociales »entre les cellules cancéreuses peut révéler d'autres renseignements sur la dynamique du cancer, et je l'espère orienter la recherche vers des thérapies évolutives stables," dit Gerhard Christofori, professeur au département de biomédecine de l'Université de Bâle.



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Denis
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MessageSujet: Re: Comment les cellules cancéreuses communiquent   Ven 20 Fév 2009 - 19:59

(Feb. 20, 2009)

Au cours du développement d'une tumeur, de nouveaux vaisseaux sanguins apparaissent et assurent son approvisionnement en nutriments. La compréhension de ce mécanisme apporte une nouvelle possibilité thérapeutique contre le cancer.
Nous avions déjà évoqué la possibilité d’affamer les tumeurs cancéreuses pour les tuer. Ce procédé se basait sur l’isolement des cellules cancéreuses induit par leur prolifération anarchique et leur besoin de s’approvisionner en glucose. Interrompre ce processus constituait une voie curative prometteuse, et l’est toujours. Mais voici qu’une équipe de chercheurs de l'Institut de recherche du Centre Universitaire de Santé McGill (CUSM) à

l'Hôpital de Montréal pour enfants vient d’identifier un autre mécanisme d’alimentation des cellules tumorales, ainsi que le moyen de l'enrayer.
Lorsqu’une tumeur se développe, certaines de ses cellules émettent des microvésicules, renfermant des protéines cancéreuses. Celles-ci quittent la tumeur, atteignent les vaisseaux sanguins environnants et entrent en contact avec les cellules endothéliales, c’est-à-dire les cellules qui en forment la paroi interne. Leur rôle est alors de favoriser la formation anormale de nouveaux vaisseaux qui se mettent à croître en direction de la tumeur, afin de leur apporter les éléments nécessaires à son développement.

« Nous avions déjà mis l'existence de ces vésicules en évidence, ainsi que leur importance pour la communication entre les cellules cancéreuses et leur environnement, rappelle Dr Janusz Rak du CUSM. Mais cette découverte est beaucoup plus ciblée et représente une nouvelle direction pour la recherche thérapeutique. »

Une nouvelle voie thérapeutique prometteuse
La compréhension de ce processus fournit aussi un nouveau moyen de lutte contre le cancer. Car une famille de molécules dérivées de l’annexine V, une protéine, dont les propriétés anti-thrombotiques sont déjà connues et utilisées sous une forme médicamenteuse (Diannexin), semble efficace pour freiner le développement de nouveaux vaisseaux et ainsi affamer la tumeur.

« La molécule que nous avons utilisée est aussi efficace in vitro que in vivo. Elle empêche la formation de nouveaux vaisseaux sanguins chez des souris atteintes de cancer, et ainsi limite très fortement l'expansion de la tumeur » explique le Dr Rak. Selon le chercheur, le Diannexin a démontré, in vitro, ses capacités à bloquer la fusion entre les vésicules et les cellules endothéliales, qu’elle a ensuite confirmées in vivo en limitant très fortement l’expansion certains cancers chez des souris ayant reçu ce traitement.
Un résultat d’autant plus significatif qu’il a été obtenu sans chimiothérapie additionnelle, auquel cas il aurait pu s’avérer encore plus efficace, selon l’équipe de recherches.

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Denis
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MessageSujet: Comment les cellules cancéreuses communiquent   Mar 22 Avr 2008 - 12:16

(Apr. 22, 2008) — A new fundamental mechanism of how tumour cells communicate has just been discovered by the team of Dr. Janusz Rak at the Research Institute of the McGill University Health Centre (MUHC) in collaboration with Dr Guha from the University of Toronto. The cancer cells are able to communicate with their more healthy counter-parts by releasing vesicles. These bubble-like structures contain cancer-causing (oncogenic) proteins that can trigger specific mechanisms when they merge into non or less-malignant cells. These findings could change our view on how cancerous tissues work and lead to major clinical innovations. They were published on April 20 in the on-line edition of Nature Cell Biology.

Un nouveau mécanisme fondamental a été découvert sur comment les cellules cancéreuses communiquent. Les cellules cancéreuses sont capables de communiquer avec les cellules saines ou entk moins cancéreuses par des vésicules. Ces structures en forme de bulle contiennent des protéines oncogènes (qui aident le cancer...) qui peuvent amorcer des mécanismes spécifiques quand eles se lient à des cellules saines ou moins cancéreuses. Cette découverte peut changer la façcon de voir le cancer et conduire à des innovations majeurse en cliniques.

The surface of some brain tumour cells has long been known to express a mutated version of what is called the variant III epidermal growth factor receptor (EGFRvIII). Although this factor is expressed only in a fraction of tumour cells, it has a major impact on the malignancy of the whole tumor. How could this cellular minority have such an important impact" This mechanism was still unknown... until now.

La surface de quelques cellules cancéreuses du cerveau a longtemps été connue pour exprimé une version mutante de ce qui est appelée la variante 3 du factreur de croissance epidermique (EPGFRvIII) . Même si ce facteur est exprimé seulement sur une faction des cellules cancéreuses, il a un impact majeur sur la malignité de toute la tumeur. Comment cette petite partie de la tumeur avait une impact sur toute la tumeur, voilà quelque chose qui restait inconnue jusqu'à présent.

This study shows that the mutated EGFRvIII triggers production of small vesicles that project from the cell membrane and that carry mutated copies of EGFRvIII on their surfaces. They were baptised "oncosomes." Surprisingly enough, this shows that oncoproteins are not always confined to the cell that produced them. In this case they even migrate!

Cette étude montre que le EGFRvIII muté active la production de petites vésicules qui partent de la membrane cellulaire et transportent des copies mutées de EGFRvIII sur leur surface. Ils ont été baptisés oncosomes. De façon surprenante, cela montre que les oncoprotéines ne sont pas toujours confinés à la cellule qui les produit. dans ce cas, elles ont même migrer.

Oncosomes will migrate until they fuse with another cell, either healthy or benign tumoral. Oncogenic protein AGFRvIII then becomes integrated in the membrane of the "recipient" cell and starts stimulating specific metabolic pathways to make it act in an aberrant and malignant way. Although this may be a transient event, the changes could impact tumor behaviour by more rapid increases in cell numbers and by stimulation of blood vessel growth, hallmarks of malignant brain tumors.

Les oncosomes migreront jusqu'à la fusionavec une autre cellule, soit une cellule saine soit une cellule légèrement tumorale. La protéine oncogène EGFRvIII devient alors intégrer dans la membrane de la cellule et commence à stimuler des chemins cellulaires spécifiques pour faire agir la cellule d'une façon aberrante ou maligne. Même si c'est un évênement éphémère cela peut avoir un impact sur le comportement de la tumeur en augmentant la rapidité avec laquelle les cellules se reproduisent et en stimulant la croissance des vaisseaux sanguins.

"With this information we can imagine that many mutant proteins are not necessarily confined to the cells that make them, but rather can migrate and spread around as cargo of oncosomes, a process that could be referred to as formation of the "oncogenic field effect," explained Dr. Rak. "It demonstrates that cancer is a multi-cell process, where the cells talk to one another extensively. This goes against the traditional view that a single 'mutated' cell will simply multiply uncontrollably to the point of forming a tumour. This discovery opens exciting new research avenues, but we also hope that it will lead to positive outcomes for patients."

"avec ces informations, nous pouvons imaginer que plusieurs protéines ne sont pas nécessairement confinées à la celllule qui les a produites mais peuvent migrer et s'étendre aux alentour en transportant des oncosomes, un processus référencé comme "l'effet du champ oncogique".

Indeed, the presence of oncosomes (containing EGFRvIII or other proteins) in blood of cancer patients could become a clinical marker, meaning that doctors could screen for a tumour's molecular characteristics instead of having to perform invasive surgery or biopsy. Currently, in the case of brain cancer, this very precise assessment cannot be performed without removing the tumour and therefore opening a patient's skull. However, the assay and analysis of oncosomes would potentially only require taking a small sample of blood or cerebrospinal fluid. This would be a step in ensuring patient comfort and choosing the best therapeutic strategy for them, factors that are key in the journey towards personalized medicine in a hopefully not-too-distant future.

Dr Rak would like to highlight the outstanding work done by Dr Khalid Al-Nedawi the lead author and Brian Meehan the coauthor of the study, from the Research Institute of the MUHC.
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