Les cellules sont capables de traduire les changements mécaniques en réponses biologiques. Ce processus est connu sous le nom de mécanotransduction et joue un rôle fondamental dans la progression des tumeurs solides, comme le cancer du sein.
Il est bien établi qu’une altération mécanique courante de la progression du cancer implique le durcissement des tissus. Cette raideur est précisément ce qui est détecté lors des auto-examens ou des palpations mammaires pour la détection d’une éventuelle tumeur. La rigidité du tissu mammaire déclenche une réaction en chaîne, induisant une tension au sein des cellules et déformant leurs noyaux. En fin de compte, cette déformation nucléaire active les gènes responsables du contrôle de la prolifération cellulaire, étroitement associés à la croissance tumorale.
Une étude publiée aujourd’hui dans la revue Nature Materials démontre un mécanisme cellulaire qui pourrait jouer un rôle essentiel dans le ralentissement de la progression des tumeurs du sein. Les résultats de l’étude, dirigée par Pere Roca-Cusachs, chercheur principal de l’Institut de bio-ingénierie de Catalogne (IBEC) et de l’Université de Barcelone, indiquent que la laminine, une protéine qui structure et soutient les tissus mammaires sains, entrave la processus de mécanotransduction dans les cellules, protégeant ainsi le noyau de la déformation.
“Nos résultats démontrent que la présence de laminine atténue les effets de la rigidité, protégeant efficacement les cellules de la croissance tumorale. Nous avons présenté ce mécanisme in vitro, mais nous pensons qu’il présente un potentiel d’application in vivo, compte tenu de ce que nous avons observé dans des échantillons de sein. des patients atteints du cancer.” Explique Zanetta Kechagia, chercheuse postdoctorale à l’IBEC et première auteure de l’étude.
“Grâce à ce mécanisme, dont nous avons montré qu’il peut empêcher l’invasion des cellules tumorales, il existe un potentiel pour le développement d’outils de diagnostic plus sensibles ou même de nouveaux traitements pour le cancer du sein. Cependant, des recherches supplémentaires seront nécessaires pour explorer ces possibilités”, a déclaré Pere. Roca-Cusachs, chercheur de l’IBEC, professeur associé Serra-Hunter à l’Université de Barcelone (UB) et responsable de l’étude, explique.
Il a déjà été démontré qu’une augmentation de la rigidité des tissus déclenche des réponses mécaniques au sein des cellules. Les réponses les plus courantes sont associées à des altérations du cytosquelette de la cellule, affectant son interaction avec les tissus environnants et facilitant la migration. De plus, cette raideur conduit à l’activation de la protéine YAP, qui pénètre dans le noyau et initie l’expression de gènes liés à la prolifération cellulaire.
Pour étudier le processus de mécanotransduction, l’équipe de recherche a cultivé des cellules de tissu mammaire sur des gels de rigidité variable pour imiter les tissus sains (mous) et malins (raides). Ils ont comparé le comportement des cellules sur des gels recouverts de laminine à ceux sur des gels recouverts de collagène ou de fibronectine, qui sont d’autres protéines de support cellulaire surproduites lors de processus cancérigènes.
Ainsi, les chercheurs ont observé que les cellules ensemencées sur le gel riche en laminine avaient une réponse mécanique très douce à la rigidité du substrat, comparées à celles ensemencées sur les gels riches en collagène et en fibronectine.
En conséquence, les chercheurs ont observé que les cellules ensemencées sur le gel riche en laminine présentaient une réponse mécanique significativement moins prononcée à la rigidité du substrat que celles ensemencées sur des gels riches en collagène et en fibronectine.
Ce travail s’inscrit dans le cadre du projet européen MECHANO· CONTROL, bénéficiant d’un financement supérieur à 7 millions d’euros dans le cadre des projets européens FET (Future and Emerging Technologies).
“Ces résultats représentent l’aboutissement de plus de 6 années de travail, au cours desquelles nous avons reçu le soutien de la Commission européenne et collaboré avec une équipe d’institutions internationales, dirigée par l’IBEC, pour mieux comprendre l’impact des forces mécaniques sur le cancer du sein”, a déclaré Daniel Caudepón, Chef de projet IBEC supervisant MECHANO·CONTROL.
Cette recherche comprend également des contributions significatives d’autres institutions participant à MECHANO-CONTROL, telles que Pablo Sáez et Marino Arroyo de l’Universitat Politècnica de Catalunya, ainsi que Thijs Koorman et Patrick Derksen du centre médical universitaire d’Utrecht, aux Pays-Bas.
Kechagia Z, Sáez P, Gómez-González M, Canales B, Viswanadha S, Zamarbide M, Andreu I, Koorman T, Beedle AEM, Elosegui-Artola A, Derksen PWB, Trepat X, Arroyo M, Roca-Cusachs P.
Le lien laminine-kératine protège le noyau de la déformation mécanique et de la signalisation.
Nat Mater. 14 septembre 2023. est ce que je: 10.1038/s41563-023-01657-3
