Etude moléculaire des fibroblastes tumoraux

La fondation a retenu, en octobre 2016, de soutenir un projet de recherche translationnelle mené par le Docteur Cindy Neuzillet (Hôpital Beaujon, Clichy, France) intitulé :  » Microenvironnement tumoral des cancers du pancréas : étude moléculaire des fibroblastes tumoraux par technique Nanostring® ».

Contexte

Le cancer du pancréas (CaP) est fréquent (près de 12 000 nouveaux cas par an en France, deuxième cancer digestif après celui du côlon) et on connaît sa gravité. Dans 80 % des cas, il est diagnostiqué à un stade trop avancé pour que la maladie puisse être opérée. Malgré les progrès récents apportés par les combinaisons de chimiothérapies (FOLFIRINOX et gemcitabine plus nab-paclitaxel), les options thérapeutiques dans cette situation restent limitées et l’avènement de nouvelles molécules et stratégies de traitement est un enjeu majeur.

Depuis le début des années 2000, le microenvironnement du CaP fait l’objet d’un intérêt croissant. On désigne par le terme « microenvironnement » ou « stroma » les éléments de la tumeur qui entourent les cellules tumorales (comme la pulpe d’une orange autour de ses pépins). Il s’agit :

(i) de cellules non tumorales : vaisseaux, nerfs, cellules immunitaires, fibroblastes, qui dialoguent entre elles et avec les cellules tumorales ;

(ii) et de tissu fibreux, majoritairement composé de collagène, produit par les fibroblastes.

Ces éléments jouent un rôle de support pour les cellules tumorales et les protègent contre les effets de la chimiothérapie. Les CaP ont la particularité d’être des tumeurs très fibreuses, où le stroma occupe un volume souvent plus important que les cellules tumorales elles-mêmes. Des stratégies de traitement visant le stroma sont en cours d’exploration dans le CaP.

L’aspect du stroma des CaP, lorsqu’on l’observe au microscope, est très variable d’un patient à l’autre. Des résultats récents suggèrent qu’il pourrait exister différents types de microenvironnements tumoraux. Certains seraient bénéfiques, limitant la croissance de la tumeur, et d’autres délétères, favorisant l’échappement des cellules tumorales au système immunitaire et la formation de métastases. Les fibroblastes sont une cellule-clé du microenvironnement du CaP : ils sont au centre d’un grand nombre d’interactions avec les cellules tumorales et les autres cellules du stroma, et sont responsables de l’abondante fibrose des CaP. Aussi l’étude des fibroblastes tumoraux pourrait nous aider à mieux comprendre le dialogue entre cellules tumorales et stroma et mieux appréhender la diversité des types de stroma dans le CaP.

Les fibroblastes peuvent être recueillis à partir de tumeurs de patients ; on parle alors de « cultures primaires ». Ces cultures primaires issues de tumeurs constituent un matériel de recherche précieux et limité, car à la différence des cellules tumorales, ces cellules ne sont pas immortelles et ne peuvent donc se diviser qu’un nombre limité de fois.

Les ARN messagers (ou transcrits de l’ADN) sont le support d’information permettant la formation des protéines à partir de l’ADN. Leur analyse qualitative et quantitative (on parle de « transcriptome ») apporte des informations précieuses pour comprendre le fonctionnement des cellules, les signaux moléculaires nécessaires à leurs activités, et identifier des cibles thérapeutiques potentielles. L’étude du transcriptome requiert habituellement une quantité assez importante d’ARN et donc de cellules.

Technique d’étude:

La technologie du Nanostring® permet d’étudier le transcriptome des cellules même dans les situations où la quantité d’ARN est limitée. Le principe du Nanostring® repose sur deux étapes, utilisant deux sondes. La première étape est l’attachement de l’ARN cible à une première sonde, appelée « sonde de capture » ; celle-ci permet d’immobiliser les ARN sur le support dédié au comptage. On ajoute ensuite la deuxième sonde, appelée « rapporteur », spécifique de l’ARN d’intérêt et qui contient un code-barres fluorescent. Ce code-barres est différent pour chaque ARN messager et est détecté par une machine dédiée, qui permet de compter le nombre de molécules d’ARN fixées sur le support. C’est sur ce système de code-barres que repose l’ultra-sensibilité de cette technique et donc la possibilité d’analyser du matériel biologique en faible quantité. Suivant ce principe, 800 molécules différentes peuvent être comptées simultanément. Étant donné que l’opération nécessite très peu de manipulations, les quantifications sont précises et reflètent fidèlement la réalité biologique.

L’hypothèse formulée par le Docteur Cindy Neuzillet pour cette étude est que le ciblage des fibroblastes du microenvironnement des CaP pourrait entraîner un effet anti-tumoral. Les résultats de l’étude pourraient ainsi donner un rationnel au développement clinique de nouveaux agents ciblant spécifiquement certaines populations de fibroblastes dans ces tumeurs.