Les cellules souches et le cancer du sein

Mise à jour, l'article date d'avril 2016

Quelques études ont déjà suggéré qu’une tumeur se développe plus rapidement dans des conditions d’hypoxie. Cependant, pourquoi et comment les cellules souches cancéreuses se développent lorsque l’oxygène est rare est un processus encore mal compris. Ces travaux de l’Université Johns Hopkins, publiés dans les Actes de l’Académie des Sciences, nous expliquent comment les cellules souches cancéreuses se développent dans ces conditions d’hypoxie et pourquoi, c’est en général le signe d’un très mauvais pronostic. Intervenir dans ce processus moléculaire peut aussi permettre de freiner la propagation du cancer.

Les scientifiques ont travaillé à la fois in vitro, sur des lignées de cellules humaines de cancer du sein et in vivo, sur des souris modèles de la maladie. Ils montrent que certaines cellules souches cancéreuses se développent à de très faibles niveaux d’oxygène et que la prolifération de ces cellules, dans ces conditions, forme des tumeurs résistantes à la chimiothérapie, qui se propagent, sont considérées comme un obstacle majeur à la rémission. Ce n’est pas la première étude à documenter le fait que le niveau d’oxygène dans la tumeur, est un bon indicateur non seulement du développement des tumeurs et donc de la réponse au traitement. Mais l’étude identifie la cascade chaîne d’événements biochimiques dans les cellules souches embryonnaires et les cellules souches du cancer du sein et, ce faisant, suggère de nouvelles cibles de traitement.

Ces travaux confirment en premier lieu que les environnements pauvres en oxygène sont de véritables pépinières de naissance et de croissance de cellules souches cancéreuses. Ainsi, dans les sites des tumeurs où les cellules cancéreuses sont en manque d’oxygène, les cellules souches cancéreuses se multiplient en empruntant le mécanisme utilisé par les cellules souches embryonnaires. Si les cellules souches sont des cellules immatures connues pour leur capacité à se multiplier indéfiniment et à donner lieu à des cellules progénitrices qui se spécialisent ensuite en types cellulaires spécifiques, les cellules souches trouvées dans les tumeurs vont utiliser exactement les mêmes mécanismes pour optimiser la survie et la croissance de la tumeur. Et la chimiothérapie ne parvient pas à éliminer une petite population de cellules souches cancéreuses qui vont  » suffire  » à entraîner une rechute du cancer et la formation de nouvelles métastases. Ces travaux confirment que les cellules souches du cancer suivent une chaîne d’événements semblable à celle des cellules souches embryonnaires, à la fois sur des lignées cellulaires humaines de cancer du sein et sur des modèles de souris.

Priver les cellules cancéreuses de leurs attributs  » de cellules souches  » : Une nouvelle cible possible serait donc de contraindre ces cellules souches cancéreuses à abandonner leur statut et leurs attributs de cellules souches, ce qui les rendrait donc vulnérables à la chimiothérapie. Mais comment ? Précisément, en intervenant dans le processus moléculaire et cellulaire lié à l’hypoxie : l’air que nous respirons est constitué à 21% d’oxygène, ces niveaux d’oxygène sont en de 9% dans le tissu mammaire humain sain, et d’1,4% dans les tumeurs du sein. De faibles niveaux en oxygène vont entraîner une hausse des niveaux de protéines appelées HIF (hypoxia-inducible factors), qui activent des centaines de gènes, dont le gène NANOG qui donne les instructions nécessaires aux cellules souches. Or il est possible d’abaisser les niveaux de protéine NANOG, par méthylation, c’est-à-dire en ajoutant un marqueur chimique (groupe méthyle) à l’ARN messager de la protéine.

En bref, ce processus de méthylation conduit à inhiber la production de protéine NANOG, ce qui contraint les cellules souches embryonnaires à abandonner leur état de cellules souches et limite ainsi leur réplication.

Merci Denis pour ton magnifique travail de recherche

(Feb. 7, 2012) — Reviving a theory first proposed in the late 1800s that the development of organs in the normal embryo and the development of cancers are related, scientists at the Salk Institute for Biological Studies have studied organ development in mice to unravel how breast cancers, and perhaps other cancers, develop in people. Their findings provide new ways to predict and personalize the diagnosis and treatment of cancer.


Ravivant une théorie proposée fin des années 1800 sur le dévelopement des embryons et des cancers, les scientifiques de l'institut Salk ont étudié le développement des organes chez la souris pour comprendre comment le cancer du et peut-être d'autres cancers se développent chez les humains. Les découvertes fournissent de nouveaux moyens pour prédire et personnaliser le traitement contre le cancer.

In a paper published February 3 in Cell Stem Cell, the scientists report striking similarities between genetic signatures found in certain types of human breast cancer and those of stem cells in breast tissue in mouse embryos. These findings suggest that cancer cells subvert key genetic programs that guide immature cells to build organs during normal growth.

Dans un article du 3 Février dans Cell, les scientifiques rapportent des similarités frappantes entre certains types de cancer du sein et les cellules souches dans les tissus du sein d'embryon de souris. ces découvertes suggèrent que les cellules canécreuses subvertissent des programme génétiques importants qui guident les cellules immatures pour bâtir les organes durant la croissance normales.

"Stem cells in a healthy developing embryo have a GPS system to alert them about their position in the organ," says Geoffrey Wahl, a professor in Salk's Gene Expression Laboratory, who led the research. "The system depends on internal instructions and external signals from the environment to tell the stem cell what to do and where to go in the body. It stimulates the stem cells to grow and form more stem cells, or to change into different cells that form complex organs, such as the breast. Our findings tell us that this GPS system is broken during cancer development, and that may explain why we detect stem-like cells in breast cancers."

Les cellules souches dans le développement normal de l'embryon ont un GPS pour alerter les cellules sur leurs positions dans l'organe. Ce GPs dépend d'instruction internes et externes (de l'environnement cellulaire) pour dire aux cellules souches quoi faire et ou le faire dans le corps. Cela stimule alors la cellules souche à croitre et à faire plus de cellules souches ou à se changer en différentes formes de cellules qui vont former éventuellement un organe comme le sein. Ces développements dans la connaissance disent aussi que ce GPS est brisé dans le développement du cancer ce qui pourrait expliquer que l'on trouve des quais-cellules souches dans le cancer du sein.

The relationship between cancer and embryonic tissues was first proposed in the 1870s by Francesco Durante and Julius Cohnheim, who thought that cancers originated from cells in adults that persist in an immature, embryonic-like state. More recently, scientists including Benjamin Spike, a co-first author on the current work and post-doctoral fellow in the Wahl lab, have discovered that tumors often contain cells with stem cell characteristics revealed by their genetic signatures.

As a result, many scientists and physicians are pursuing ways to destroy stem-like cells in cancer, since such cells may make cancer more resistant to treatment and may lead to cancer recurrence. The Salk scientists are now characterizing the stem-like cells in certain forms of breast cancer to arrest their growth.

Beaucoup de scientifiques cherchent des moyens de détruire ces quasi-cellules souches dans le cancer, parce que ces cellules peuvent rendre le cancer plus résistant au traitement et peuvent conduire à la récurence du cancer. Les scientifiques de Salk caractérisent maintenant les quasi-cellules souches de certaines formes de cancer du sein pour pouvoir arrêter leur cancer.

Studying the genetic activity of organ-specific stem cells is very difficult because the cells are very rare, and it is hard to separate them from other cells in the organ. But, by focusing on tissue obtained from mouse embryos, the Salk researchers were able for the first time to identify and isolate a sufficiently large number of fetal breast stem cells to begin to understand how their GPS works.

Étudier les activités des cellules souches d'un organe spécifique est très difficille parce que ces cellules sont très rares et que c'est difficille de les séparer des autres cellules. Mais en focusssant pour la première fois sur les embryons de souris, les scientifiques ont ét capables d'identifier et d'isolere un grand nombre de ces cellules souches du sein d'embryon de souris pour comprendre comment leur GPS marche.

The Salk scientists first made the surprising finding that these fetal breast stem cells were not fully functional until just prior to birth. This observation suggested that a very special landscape is needed for a cell to become a stem cell. The breast stem cells at this late embryonic stage were sufficiently abundant to simplify their isolation. This enabled their genetic signature to be determined, and then compared to that of the stem-like cells in breast cancers.

Les scientifiques de SalK ont fait la découverte surprenante que ces cellules souches de sein de souris ne sont pas pleinement fonctionnelles jusque juste avant la naissance. Cela suggère qu'un terrain propice est nécessaire pour la cellule devienne une cellule souche. Les cellules souches du sein à ce stage de l'embryon sont suffisamment abondante pour simplifier leur isolement, cela permet à leur signature génétique d'être déterminé et de les comparer aux quasi-cellules souches dans les cancers du sein.

The signatures of the breast stem cells in the fetus were stunningly similar to the stem-like cells found in aggressive breast cancers, including a significant fraction of a virulent cancer subtype known as "triple-negative." This is important as this type of breast cancer has until now lacked the molecular targets useful for designing personalized therapeutic strategies.

La signature des cellules souches du sein dans le foetus est étonnament similaire aux quasi-cellules souches trouvées dans les cancers du sein agressif, incluant une portion significative d'un sous-type virulent connu sous le nom de triple-négatif. C'est important parce que ce type de cancer manque justement de cibles moléculaires utiles pour faire des thérapies stratégiques.

"The cells that fuel the development of tumors in the adult are unlikely to 'invent' entirely new patterns of gene expression," says Benjamin Spike. "Instead, some cancer cells seem to reactivate and corrupt programs that govern fetal tissue stem cell function, including programs from their neighboring cells that constitute the surrounding fetal stem cell landscape, or microenvironment."

The discovery of the shared genetic signatures provides a new avenue for scientists to explore the links between development and cancer. By uncovering new biological markers, the scientists hope to develop tests that individualize treatment by showing how the GPS system of a tumor operates. This should help doctors to determine which patients may benefit from treatment, and the correct types of treatment to administer.

Doctors are already using drugs, such as Herceptin, that specifically target malfunctioning genetic pathways in tumors, but no such therapies are currently available for certain aggressive forms of the disease, such as the triple negative subtype.

Although triple negative cancer cells lack the three critical genetic markers that are currently used to guide breast cancer treatment, the scientists' analysis suggests a strong reliance on signaling through pathways similar to those that affect fetal breast stem cell growth.

They found that the fetal breast stem cells are sensitive to a class of targeted therapies that already exists, so these therapies might also work in triple negative breast cancers. Laboratory studies and clinical trials are currently underway to test this possibility.

"Substantial effort is being expended to personalize cancer treatment by gaining a better understanding of the genetics of an individual patient's cancer," Wahl says. "Our findings offer a way to discover new targets and new drugs for humans by studying the primitive stem cells in a mouse."

In addition to Spike, Dannielle Engle and Jennifer Lin, both postdoctoral researchers in Wahl's laboratory, were also co-first authors on the paper.

The research was sponsored by the Breast Cancer Research Foundation, the U.S. Department of Defense, the G. Harold & Leila Y. Mathers Foundation and Susan G. Komen for the Cure.

ACHILLE a écrit:

Salut Denis. Merci pour ces recherches, je viens voir chaque jours tes nouvelles. En ce moment, je n'ai pas le moral à écrire ou à apporter quelque chose meme si je guette si des traitements nouveau pour le font leurs apparitions... C'est comme sa.
Passe un bon week end, encore merci.
ACHILLE

mon cher Achille , venir ici n'est pas que pour " apporter" quelque chose , on peut aussi y prendre le peu d'aide morale et la chaleur que nous vous offrons lorsque le moral n'y est pas ..
je continues de penser que parler , dire meme si c'est de la colere contre cette foutue maladie peut aider ..
Nous sommes là Achille et nous pouvons donner ...

Salut Denis. Merci pour ces recherches, je viens voir chaque jours tes nouvelles. En ce moment, je n'ai pas le moral à écrire ou à apporter quelque chose meme si je guette si des traitements nouveau pour le font leurs apparitions... C'est comme sa.
Passe un bon week end, encore merci.
ACHILLE

Deux cellules souches distinctes pour le sein
FREDERIC SOUMOIS

mardi 11 octobre 2011, 14:25

La découverte par une équipe de l’ULB de deux lignées de cellules souches « spécialisées » selon la fonction des cellules de la glande pourrait expliquer pourquoi les cancers du sein se différencient tellement et ouvrir la voie à de nouvelles thérapeutiques.


Décrocher les colonnes de la prestigieuse revue Nature n’arrive pas tous les jours à une équipe belge de recherche : c’est pourtant ce qui arrive ce lundi avec la publication, par l’équipe de l’IRIBHM de l’ULB dirigée par le docteur Cédric Blanpain, chercheur FNRS, de la première étude qui montre que, contrairement à ce qu’on pensait jusqu’à présent, la glande mammaire du sein est renouvelée par deux types distincts de cellules souches.

Un constat qui contribue à expliquer pourquoi les différents cancers du sein affectent des cellules différentes et doivent être traités comme des maladies différentes.

On sait que deux types de cellules différentes forment la glande mammaire : les cellules myoépithéliales, dont la fonction est de guider la circulation du lait dans les canaux jusqu’au téton qui alimente bébé.

Et les cellules luminales, qui sécrètent l’eau et les nutriments essentiels pour les nouveau-nés.

« Jusqu’à présent, tout le monde pensait que des cellules souches multipotentes pouvaient, dans le sein, aboutir à la fabrication de ces différentes cellules de la glande mammaire en assurant leur renouvellement et leur différentiation. Des expériences, qui avaient greffé sur des souris de telles cellules et avaient abouti à la fabrication des deux types de cellules avaient d’ailleurs confirmé cette vision générale des choses », explique le docteur Cédric Blanpain.

Une technique de traçage innovante
Mais une expérience de greffe est une chose et… la vie en est manifestement une autre. Alexandra Van Keymeulen et Ana Sofia Rocha, les deux premières coauteurs de cette recherche, ont voulu vérifier cette « évidence » en utilisant une autre méthode de recherche. Et celle-ci ne modifie pas le mécanisme observé comme le fait une greffe : elles ont utilisé une technique de pointe de traçage cellulaire par fluorescence. « Cette technique, qui n’avait jamais été employée pour étudier les cellules du , ne modifie pas le processus naturel de développement et permet de suivre le devenir des cellules pendant des semaines, des mois voire des années », explique le docteur Blanpain. Les chercheurs ont donc suivi, chez la souris, le développement et l’expansion des différentes lignées de cellules durant la grossesse.

Des sous-types de cancers à traiter différemment
Surprise : les deux types de cellules, les luminales et les myoépithéliales, dont les fonctions sont bien différentes, sont alimentées par des cellules souches unipotentes, « spécialisées », capables de se renouveler de façon extensive durant le développement lié à la puberté, mais aussi durant les cycles successifs de grossesse afin de permettre l’alimentation des enfants. « Cette découverte change radicalement la compréhension du potentiel régénératif de la glande mammaire », explique le docteur Blanpain.

« Cette découverte, certes très fondamentale, devrait aider directement les scientifiques qui œuvrent à comprendre les différents sous-types de cancer du sein. Ceux-ci sont en effet très différents dans leur apparition et leur mode de croissance. Ils demandent des traitements différents. Souvent, on ne comprend pas pourquoi certains traitements ne fonctionnent pas chez une patiente alors qu’ils sont efficaces chez une autre. Savoir quelle est la nature profonde des cellules-mères qui sont à l’origine de toutes les cellules de la glande mammaire devrait permettre à terme de mieux le comprendre et de baliser de nouvelles pistes de recherches pour de futures thérapeutiques. »

Les cellulles souches peuvent se repliquer dans une sorte de cellules mais elles ne sont pas supposées se répliquer en tumeurs cancéreuses.

Toutefois, selon la recherche, on croit que jusqu'à 20% de toutes les tumeurs cancéreuses viennent des cellules souches. Dans une culture en laboratoire de cellules, la société pour le cancer islandaise a été capable d'observer des subtilités inattendues à propos des cellules souches qui pourraient expliquer pourquoi elles deviennent cancéreuses.

De nouveaux médicaments pourraient être développé pour cibler ces cellules souches et arrêter le cancer à la source et ce pourrait être un moyen idéal pour guérir le cancer. Si vous voulez résoudre un problème, aller à la source. Autrement, vous allez prendre tout votre temps en contôle des dommages.
Les cellules souches sont des cellules souches immatures. Les hormones que le corps émet durant la période ou une femme est enceinte tendent à changer les cellules immatures du sein en cellules matures aptes à produire du lait. On croit que ces cellules-souches sont particulièrement susceptibles de causer le cancer.