Le cancer fait l'objet de nombreuses recherches partout dans le monde. Néanmoins, beaucoup de questions sur le fonctionnement de cette maladie restent sans réponse. Comment le cancer a émerge-t-il dans le corps et comment se développent les tumeurs ? La théorie des cellules souche cancéreuses pourrait expliquer la nature de certains cancers et pourquoi les patients rechutent.
Qu’est-ce que nous savons?
Les mutations dans des gènes qui contrôlent la division cellulaire peuvent provoquer la transformation de cellules saines en cellules cancéreuses. Mais comment quelques cellules cancéreuses se développent pour former une tumeur reste confus.
Seulement 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 des cellules souches du cancer donnent naissance à toutes les cellules que l’on trouve dans la tumeur, tout comme d’autres types de cellules souches dans le corps. Certaines cellules tumorales peuvent se multiplier pendant un certain temps, mais seules les cellules souches cancéreuses peuvent donner naissance à de nouvelles cellules indéfiniment.
Le « modèle stochastique » suggère que de nombreuses cellules de la tumeur se multiplient, se différencient et contribuent de manière égale à son développement.
Sur quoi travaillent les chercheurs?
Il reste beaucoup d’incertitudes concernant les cellules souches cancéreuses, y compris si elles existent réellement 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 différentes théories s’appliquent á differents types de cancers. Les chercheurs veulent trouver des preuves directes de la présence de 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 originales porteuses de gènes mutants?
Quels sont les défis?
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: pour étudier ces cellules, il est souvent nécessaire de les isoler en laboratoire, où elles peuvent se comporter différemment que dans l'organisme.
Introduction sur le cancer
A propos du cancer
Dans un corps sain, certaines cellules peuvent se diviser pour en produire de nouvelles. Ce processus très contrôlé permet au corps de grandir et de remplacer les cellules perdues ou endommagées durant 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 se divisent de manière incontrôlée à cause de mutations (changements) dans leurs gènes. Les mutations s’accumulent au fur et à mesure que nos cellules se divisent et vieillissent. La plupart des mutations n’ont que peu ou pas d’effets, mais certaines combinaisons de mutations génétiques peuvent conduire au cancer.
Comment grossissent les tumeurs?
Malgré une recherche intensive sur le cancer, la manière dont les tumeurs se développent reste peu clair. Les cancers sont très souvent constitués d’un mélange de différents types de cellules. Certaines cellules se divisent constamment. D'autres ontl’air de se transformer en cellules plus matures qui ne se divisent plus. Deux théories principales expliquent cela : la théorie des cellules souches cancéreuses et le modèle stochastique (aléatoire) de la croissance des cancers.
Illustration 1 : Théories du cancer
La théorie des cellules souche du cancer suggère une hiérarchie des cellules dans la tumeur. Le modèle stochastique dit que la croissance de la tumeur est un procès aléatoire auquel toutes les cellules peuvent contribuer.
La théorie des cellules souches du cancer suggère que les tumeurs se développent comme les tissus normaux de l’organisme : les cellules souches proviennent au départ d’un système organisé qui produit de nouvelles cellules pour permettre à un tissu de se développer. D’après cette idée, les tumeurs contiennent :
Des cellules souches cancéreuses : celles-ci se divisent et alimentent la croissance tumorale. Elles peuvent s’auto-renouveler (faire des copies d’elles-mêmes), comme d’autres cellules souches chez l’adulte, et produisent des cellules appelées cellules d'amplification transitoire.
Des cellules d'amplification transitoire qui, comme les cellules souches, ne sont pas différentiées. Elles se divisent un certain nombre de fois avant de se différencier (ou devenir matures) en cellules tumorales spécialisées.
Des cellules tumorales spécialisées : celles-ci 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. Les cellules souches sont a l’origine du cancer et 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 soutient que toutes les cellules cancéreuses ont le même potentiel de division, mais que l’auto-renouvellement et la différentiation de chaque cellule est aléatoire. Les cellules d'une tumeur ne sont pas dans un système organisé – toutes les cellules ont le même potentiel intrinsèque de contribuer à la croissance tumorale.
Les chercheurs continuent d’étudier comment les tumeurs apparaissent et grandissent dans le corps. 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.
Traitements actuels
Preuve de l’existence des cellules souche cancéreuses
Il n’existe pas de preuve définitive en faveur de l'une ou l'autre théorie du développement du cancer. Néanmoins, un nombre croissant d'évidences suggèrent que la théorie des cellules souches cancéreuses est correcte dans certains cas.
La première évidence vient des études sur la leucémie humaine. Des chercheurs ont trouvé que seule une sous-population de cellules leucémiques pouvait induire une leucémie lorsqu’elles sont transplantées dans un corps sain, une caractéristique clé des cellules souches du cancer.
Depuis cette découverte, de nombreux chercheurs ont trouvé des cellules avec les caractéristiques de cellule souche cancéreuse 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 cancers, tel que celui du colon, les cellules cancéreuses aux propriétés de cellule souche sont très rares. Dans d'autres, tels que le mélanome, un très grand nombre de cellules ont des caractéristiques de cellules souches cancéreuses.
L’existence des cellules souches cancéreuses est controversée
La théorie des cellules souches du cancer est controversée parmi les scientifiques du cancer. Les preuves de leur existence sont majoritairement basées sur des expériences qui impliquent la dissociation d’une tumeur, la séparation de certaines cellules et leur greffe dans un organisme. Ce processus ne représente pas exactement la croissance tumorale naturelle.
Pour arriver à prouver que les cellules greffées sont vraiment des cellules souches du cancer, les scientifiques ont suivi des cellules individuelles dans la tumeur résultante. Cette approche a montré que des cellules individuelles peuvent, dans certains cas, donner lieu à une croissance tumorale dans l’environnement corporel, notamment pour les cancers de la peau et du colon.
Ce type d’analyse devra être appliquée à différents types de tumeurs et à différents moments dans la progression du cancer pour confirmer ou réfuter la théorie des cellules souches cancéreuses dans différents contextes de la maladie.
Comment les cellules souches pourraient-elles aider?
Les cellules souches du cancer et les thérapies potentielles
Le concept des cellules souches cancéreuses a des implications importantes pour la thérapie du cancer. Si les cellules souches cancéreuses sont responsables du maintien de la croissance de la tumeur, les éliminer pourrait éventuellement guérir le patient.
Illustration 2 : Cellules souches du cancer etthérapie
Si le traitement pour le cancer détruit la tumeur mais pas toutes les cellules souches cancéreuses, ces cellules vont continuer à se renouveler et peuvent faire repousser une nouvelle tumeur.
Il a été suggéré que les cellules souches 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.
Recherche actuelle
Des études supplémentaires sont nécessaires pour déterminer précisément comment différents cancers grossissent et résistent aux thérapies. Les chercheurs cherchent à comprendre :
les tumeurs contiennent-elles toutes des cellules souches ? Sinon, quel est le point de départ et quelles sont les cellules à l’origine de différents cancers ? Comment les cellules souches cancéreuses sont-elles régulées ? Quelles sont les gènes, protéines et autres molécules impliquées dans leur développement et leur comportement ?
L’environnent direct de la tumeur, appelé micro-environnement, affecte-t-il le comportement des cellules souches du cancer ?
Ces réponses seront importantes pour orienter les stratégies futures du traitement contre le cancer.
