Les méthodes de microscopie ont le potentiel de détecter précocement les cellules cancéreuses résistantes aux traitements

Jeong Hee Kim et Lintong Wu, deux doctorants au Département de génie mécanique de l’Université Johns Hopkins, ont contribué à une étude qui a examiné une méthode de dépistage efficace pour détecter les cellules sénescentes induites par le traitement (TIS) qui peuvent augmenter le risque de résistance au traitement et rechute du cancer. Cette étude, récemment publiée dans Avancées scientifiques, était en collaboration avec des chercheurs de l’Université polytechnique de Milan et du Conseil national de la recherche en Italie.

Les cellules TIS sont une sénescence induite par la thérapie, ce qui signifie une détérioration progressive des fonctions. Un autre type de sénescence est naturel lorsque les cellules se détériorent naturellement avec l’âge. Par exemple, les cicatrices mettent plus de temps à guérir dans les cellules âgées parce qu’elles ne traversent pas le cycle cellulaire – le processus de croissance et de division des cellules – aussi facilement que les cellules jeunes et saines.

Les cellules TIS sont généralement causées par un traitement contre le cancer. Les personnes atteintes de cancer subissent souvent une radiothérapie, une chimiothérapie ou une combinaison des deux. Les traitements ciblent les cellules cancéreuses et favorisent la mort cellulaire par apoptose. Malheureusement, certaines cellules traitées peuvent devenir des cellules TIS résistantes à l’apoptose et donc aux traitements anticancéreux. Elles se retirent du cycle cellulaire et entrent dans un état de dormance durant lequel elles peuvent encore affecter négativement les cellules environnantes avec des facteurs pro-inflammatoires et retourner dans le cycle cellulaire pour devenir un type de cellule cancéreuse encore plus agressif.

Les scientifiques pensaient initialement que Les cellules TIS sont bénéfiques parce qu’ils répondent au traitement contre le cancer en devenant dormants. Cependant, découvertes récentes indiquent que les cellules TIS peuvent augmenter la rechute du cancer. Soit le cancer réapparaît dans la même partie du corps, soit il migre ailleurs, même une fois que le patient a terminé son traitement.

Kim a réfléchi aux preuves contradictoires sur le rôle des cellules TIS dans le traitement du cancer dans une interview avec La Newsletter.

« Les chercheurs contemporains attribuent cette récidive du cancer aux cellules TIS, qui ne sont pas mortes pendant le traitement et ont facilité la rechute du cancer ou fourni un terrain fertile favorisant le cancer. Les scientifiques ne sont toujours pas parvenus à un consensus sur la question de savoir si les cellules TIS aident ou non au traitement du cancer », a déclaré Kim.

Pour découvrir les mystères des cellules TIS, l’équipe de Kim et Wu a utilisé Cellules HepG2 — des cellules cancéreuses humaines dans le foie. Les cellules HepG2 ont tendance à former un petit sphéroïde ou un groupe de cellules, ce qui rend difficile la visualisation de chaque cellule dans une image. Il est plus difficile de différencier les cellules lorsqu’elles sont empilées ensemble que lorsqu’elles forment une monocouche.

Pour résoudre ce problème, le groupe s’est consacré à l’optimisation de la méthodologie afin de rendre chaque cellule plus discernable dans les images. En réponse à cette propriété croissante des cellules HepG2, le groupe a également modifié sa méthode d’analyse des données pour mieux caractériser et mesurer les propriétés cellulaires telles que le volume et la masse sèche.

“Après plusieurs débats houleux avec notre conseiller, le professeur Ishan Barman, et entre coéquipiers, nous sommes finalement parvenus à un consensus sur les méthodes que nous allons utiliser pour mesurer les propriétés des cellules HepG2”, a déclaré Wu dans une interview avec La Newsletter.

L’équipe a recherché des méthodes d’imagerie capables de visualiser l’activité des cellules TIS lorsqu’elles sont vivantes. Cela pourrait permettre une détection rapide des cellules TIS et ouvrir la voie à une meilleure compréhension des mécanismes cellulaires des cellules TIS et de leurs rôles dans le traitement du cancer. Par conséquent, les chercheurs ont sélectionné des techniques sans marquage car elles ne nécessitent pas de coloration chimique. Colorer les cellules plusieurs fois ne permettrait pas aux chercheurs de voir l’état naturel des cellules. Les trois techniques sans étiquette choisies sont diffusion Raman anti-Stokes cohérente, tomographie par diffraction optique et absorption multiphotonique.

La combinaison de ces techniques de microscopie sans étiquette de pointe a montré la capacité de détecter la manifestation du TIS dès 24 heures et a révélé une visualisation claire des activités cellulaires et organites des cellules cancéreuses HepG2 dans leur état naturel. Ceux-ci peuvent devenir des outils permettant aux scientifiques de mieux comprendre le rôle des cellules TIS dans le traitement du cancer et de les détecter plus efficacement à l’avenir. La capacité de dépister les cellules TIS à un stade précoce peut augmenter les chances des patients de recevoir un traitement en temps opportun et de prévenir une future récidive du cancer.