Neuroscience du cancer : voici comment les tumeurs détournent le système nerveux pour se développer plus vite | Science

La neurologue américaine Michelle Monje a passé des années à observer un schéma surprenant chez certains de ses patients atteints de glioblastome, le type de cancer du cerveau le plus mortel. Une fois la tumeur primaire retirée, le cancer réapparaît après un certain temps; mais il ne le fait pas dans n’importe quelle partie du cerveau, mais dans la zone que les patients utilisent le plus pour leur travail. Dans le cas d’un danseur classique, il est réapparu dans la zone du cervelet qui contrôle l’équilibre. Chez un écrivain, il a repoussé plusieurs fois dans la zone du cortex cérébral où réside le langage.

“C’est un schéma reconnu par de nombreux neuropsychiatres”, explique Monje. “Je me demande si le fait que ces personnes aient un plus grand développement et une plus grande plasticité dans ces zones du cerveau les rendait plus à risque de souffrir de ce type de tumeur”, souligne le chercheur de l’université de Stanford (Etats-Unis). Le scientifique est l’un des promoteurs des neurosciences du cancer, une nouvelle discipline qui tente de démêler le lien entre l’activité cérébrale et le cancer.

Dans une étude récente, Monje et d’autres neurologues analysé quelles zones du cerveau sont activées chez les patients atteints de glioblastomes lorsqu’ils effectuent des activités cognitives simples, comme voir l’image d’un parapluie et dire le mot parapluie.

Lorsque les patients ont répondu, non seulement l’aire de Broca qui contrôle le langage a été activée, mais aussi d’autres aires cérébrales envahies par la tumeur. Le cancer avait réorganisé les circuits de la parole du cerveau, basés sur les synapses entre les neurones, pour s’y connecter. Les courants électriques générés lors de ces tâches cognitives atteignent la tumeur et favorisent sa croissance. Plus les zones touchées s’éclairaient, plus le pronostic des patients s’aggravait, qui perdaient également progressivement la capacité de parler. Il est probable que la surstimulation neuronale causée par les tumeurs explique pourquoi de nombreux patients souffrent de crises d’épilepsie et de problèmes cognitifs.

Les tumeurs cérébrales, les gliomes et les glioblastomes représentent environ 2 % de toutes les tumeurs diagnostiquées chaque année. Malgré leur faible incidence, ils représentent un grand défi pour la médecine, car ils répondent très mal aux traitements. Les gliomes représentent 15 % de toutes les tumeurs infantiles et la principale cause de décès par cancer.

L’interaction entre le système nerveux et le cancer s’étend à d’autres organes par les ramifications nerveuses qui vont du cerveau au reste du corps et dont la longueur atteint 150 000 kilomètres.

Les cellules malignes avancent le long des nerfs et reçoivent d’eux des molécules clés pour leur croissance. Les tumeurs avec plus de branches nerveuses ont un pronostic plus sombre dans la prostate, l’estomac ou le pancréas, selon des études animales et des analyses d’échantillons de patients. Dans certains cas, les cellules malignes d’une tumeur primaire du sein peuvent migrer vers le cerveau, s’y nicher, se connecter aux neurones et métastaser de manière beaucoup plus mortelle que la tumeur primaire.

L’interaction entre le système nerveux et le cancer est complexe et différente dans chaque organe. Dans l’estomac, l’acétylcholine, un neurotransmetteur, favorise l’expansion des cellules tumorales, mais dans le pancréas, elle a l’effet inverse et ralentit la progression tumorale.

Ce rôle du système nerveux dans le cancer a longtemps été ignoré. En 1899, le médecin espagnol et lauréat du prix Nobel de médecine Santiago Ramón y Cajal a été le premier à décrire un schéma de croissance du tissu nerveux dans lequel la glie, un type de cellule nerveuse, se développait autour des neurones, comme s’ils étaient leur échafaudage.

Au début du siècle dernier, le pathologiste allemand Hans-Joachim Scherer a observé les mêmes structures dans des échantillons de patients atteints d’un cancer du cerveau : des cellules tumorales se sont développées autour des neurones et il était très difficile de déterminer où se terminait la tumeur et où commençait le tissu cérébral sain.

Cette recherche était pratiquement dans une impasse jusqu’à il y a 10 ans, lorsque le médecin et chercheur Paul Frenette, de l’Albert Einstein School of Medicine (États-Unis), a présenté les premiers tests sur des animaux et des échantillons de patients indiquant que plus les tumeurs de la prostate avaient de terminaisons nerveuses. , plus ils sont agressifs et moins ils répondent au traitement.

Depuis, des connexions similaires ont été observées dans d’autres organes et ce nouveau champ de recherche a explosé, résume Franck Winkler, neuro-oncologue à l’hôpital universitaire de Heidelberg (Allemagne) et leader de la recherche dans ce domaine en Europe. «Nous savons maintenant que les cellules tumorales forment des réseaux connectés et communiquent entre elles comme le font les neurones», explique-t-il. «Beaucoup des processus biochimiques que nous observons sont les mêmes qui se déroulent dans un embryon pour former tous les organes du corps. La tumeur se comporte comme n’importe quel autre organe. Il n’invente pas de nouveaux mécanismes pour croître, mais reprend ceux qui sont déjà inventés », ajoute Winkler. Son équipe a mis au point une nouvelle technique de microscopie pour étudier la formation des tumeurs, leur communication avec les autres cellules du cerveau, leur progression et leur réapparition chez l’animal vivant et en temps réel. Ces données sont croisées avec celles observées chez des patients atteints de tumeurs cérébrales pour tenter de mieux comprendre cette nouvelle dimension du cancer.

Le neuroscientifique Manuel Valiente, du Centre national de recherche sur le cancer, estime que les neurosciences du cancer peuvent clarifier non seulement le rôle du système nerveux dans la conduite des tumeurs primaires, mais également les métastases cérébrales, qui sont 10 fois plus fréquentes que le glioblastome. De plus, “l’étude de ces connexions pourrait faire la lumière sur les raisons pour lesquelles les tumeurs cérébrales causent des dommages cognitifs chez 44% des patients, et peut-être aider à les éviter afin que leur esprit ne soit pas autant affecté pendant leur traitement”, explique-t-il.

L’une des explications de l’essor de ce domaine est que, traditionnellement, les équipes de recherche sur le cancer ne savaient pas analyser le tissu nerveux, ni l’activité neuronale, sur la base d’une interaction compliquée entre de petits courants électriques et la production de composés biochimiques. physique et neurosciences Liset Menéndez de la Prida, Responsable du laboratoire des circuits neuronaux à l’Institut Cajal, elle est spécialiste de ce type d’analyse. Avec Valiente, il participe à un projet européen financé à 3,5 millions d’euros pour développer de nouveaux outils photoniques pour mesurer l’activité électrique et biochimique des cellules cancéreuses dans le cerveau. “On assiste à tout un changement de paradigme et à la naissance d’un nouveau domaine”, souligne le scientifique.

Manuel Sepúlveda, oncologue à l’hôpital 12 de Octubre à Madrid, explique que les tumeurs cérébrales, les glioblastomes, les plus agressifs, et les gliomes de bas grade, proviennent de mutations dans les cellules gliales, un autre type de cellule nerveuse. “Le système nerveux par lui-même ne l’initierait pas, mais il l’encourage et favorise sa croissance”, souligne-t-il. “Nous voyons qu’il existe une nouvelle façon d’étudier ce type de tumeurs, même si l’importance de cette interaction avec le système nerveux reste à déterminer et si elle peut être arrêtée avec des médicaments”, détaille-t-il. Sepúlveda a récemment participé à un essai clinique qui a montré comment un médicament dirigé contre des mutations spécifiques dans les gliomes peut retarder considérablement la récurrence du cancer après une intervention chirurgicale. Il y a des patients qui n’ont pas souffert de rechutes ou de crises d’épilepsie depuis six ans.

Il existe des médicaments déjà approuvés pour traiter les maladies mentales, circulatoires et neurologiques qui affectent certains des mécanismes observés et qui pourraient interférer avec le développement de tumeurs, tant dans le cerveau que dans d’autres organes. Des essais sont déjà en cours chez des patients avec du pérampanel, un médicament anti-épileptique qui bloque la communication médiée par le glutamate entre les tumeurs et les neurones. Un autre essai chez des patients étudie les effets du méclofénamate, un analgésique, sur le blocage de la communication entre les cellules tumorales chez les patients atteints de glioblastome.

“Un tout nouveau champ d’interventions thérapeutiques dans les tumeurs de très mauvais pronostic s’ouvre”, souligne Michelle Monje, qui estime qu’intervenir sur le système nerveux pourrait devenir un nouveau pilier de l’oncologie à l’instar de ce qui s’est passé avec l’immunothérapie qui affecte le système immunitaire et a rendu curables des tumeurs qui étaient auparavant une condamnation à mort. “Bloquer la communication entre la tumeur et le système nerveux ne suffira peut-être pas à l’éliminer, mais je pense qu’il sera absolument nécessaire d’y parvenir”, conclut-il.

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