E51 Transport vasculaire des cellules tumorales

Topique

Lorsqu'une cellule tumorale quitte la tumeur primaire et pénètre dans la circulation sanguine, elle devient une cellule tumorale circulante. Dès lors, cette cellule doit survivre à son voyage dans le sang et finalement le quitter pour coloniser un organe distant. Ce processus comprend plusieurs étapes successives : le départ de la tumeur primaire, l'entrée dans la circulation sanguine, la survie durant le transit et l'extravasation (c'est-à-dire la sortie du vaisseau sanguin) une fois dans l'organe distant.

Parmi toutes les cellules tumorales circulantes qui pénètrent dans la circulation sanguine, la grande majorité meurt durant le transit : seule une infime fraction, bien moins d'une sur dix mille, parvient à achever le processus, à survivre à son voyage dans le sang et à coloniser un nouveau site dans l'organisme. Cette mortalité considérable durant le transit explique pourquoi la plupart des cellules tumorales qui se détachent de la tumeur primaire ne forment jamais de métastase.

Si peu de cellules tumorales circulantes survivent à ce voyage, c'est parce que, dans la circulation sanguine, elles sont confrontées à trois types distincts de défis physiques et biologiques. Le premier obstacle est purement mécanique : le flux sanguin lui-même génère des forces de cisaillement sur la cellule tumorale circulante – des forces de friction et de traînée agissant à sa surface lorsque le sang circule autour d’elle, ce qui peut l’endommager, voire la détruire.

Le deuxième obstacle survient lorsque la cellule tumorale circulante, si elle parvient à survivre à ces forces de cisaillement, s’approche de la paroi d’un vaisseau sanguin : pour s’extravaser et quitter la circulation sanguine, elle doit adhérer à l’endothélium, la couche de cellules tapissant l’intérieur de la paroi du vaisseau. Cette adhésion dépend de mécanismes de liaison cellulaire spécifiques entre la cellule tumorale circulante et l’endothélium. Si la cellule tumorale circulante n’adhère pas à l’endothélium, elle reste transportée par le flux sanguin, incapable de s’en échapper.

Le troisième obstacle est biologique : pendant sa circulation sanguine, la cellule tumorale circulante est une cible pour le système immunitaire du patient, qui peut la reconnaître et la détruire. De plus, lorsqu'elle se détache de la tumeur primaire, la cellule tumorale circulante est séparée de la matrice extracellulaire, le milieu de soutien qui entoure normalement les cellules tumorales et leur fournit les signaux nécessaires à leur survie. Sans ce contact avec la matrice extracellulaire, la cellule tumorale circulante perd ces signaux de survie et, précisément en raison de cette absence, nombre d'entre elles meurent au cours de leur parcours dans le flux sanguin.

C'est la combinaison de ces trois facteurs qui affectent la cellule tumorale circulante – les forces de cisaillement du flux sanguin, la nécessité d'adhérer à l'endothélium et la perte des signaux de survie normalement fournis par la matrice extracellulaire – qui explique la rareté de l'apparition d'une métastase à partir d'une cellule tumorale circulante. La compréhension physique de ce transit de la cellule tumorale circulante dans le flux sanguin nous permet de comprendre pourquoi, même si la tumeur primaire libère continuellement des cellules dans le sang, la plupart des patients ne développent pas de métastase à partir de chacune de ces cellules, mais seulement à partir des quelques rares qui parviennent à survivre à l'ensemble du trajet.

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