Cancer : la viscosité des cellules tumorales joue un rôle dans la formation des métastases

Responsables de milliers de décès chaque année, les métastases se forment à partir de cellules cancéreuses qui se détachent d’une tumeur primaire pour aller coloniser un nouvel organe. Comprendre finement les paramètres associés à la dissémination de ces cellules apporterait de nouvelles pistes diagnostiques et thérapeutiques pour améliorer le pronostic des patients. À Strasbourg, une équipe Inserm étudie les facteurs mécaniques qui entrent en jeu. Ses derniers travaux montrent que le niveau de viscosité des cellules joue un rôle majeur.

En cas de cancer, le développement de métastases reste à ce jour associé à un pronostic défavorable pour les patients. À l’origine de ce phénomène : des cellules cancéreuses qui se détachent de la tumeur primaire, passent dans la circulation sanguine et en ressortent plus loin pour gagner de nouveaux organes et former de nouveaux foyers tumoraux. Ce périple complexe demande aux cellules de s’adapter aux différents environnements rencontrés : une meilleure connaissance de ces adaptations permettrait de mieux lutter contre le risque métastatique et de réduire la mortalité par cancer.

Outre leurs propriétés génétiques et chimiques, plusieurs travaux ont déjà montré que les propriétés mécaniques des cellules cancéreuses jouent un rôle dans le processus de dissémination. À l’université de Strasbourg, Jacky Goetz, directeur de recherche Inserm, et ses collaborateurs étudient ces propriétés mécaniques depuis plusieurs années. Pour cela, l’équipe s’appuie notamment sur un modèle de poisson zèbre dont la transparence permet d’observer en direct le comportement de cellules cancéreuses dans la circulation sanguine.

Observations en direct

Les chercheurs ont utilisé ce modèle pour tester l’impact de l’élasticité et de la viscosité des cellules sur leur capacité à voyager dans la circulation. « Concrètement, l’élasticité correspond à la capacité d’un objet à se déformer sous l’effet d’une pression et à reprendre aussitôt sa forme quand il est libéré de cette contrainte. La viscosité – ou résistance à l’écoulement – correspond au contraire à une déformation lente qui permet à l’objet de s’adapter à différents contenants ou surfaces, à l’image d’un miel d’apparence presque solide, capable de s’écouler à travers une paille », décrit Jacky Goetz. Pour leurs travaux, les chercheurs ont d’une part eu recours à des microbilles d’hydrogel plus ou moins élastiques, développées par des physiciens de l’Institut Max-Planck en Allemagne. D’autre part, ils ont utilisé des cellules cancéreuses qui présentaient différents degrés de viscosité, obtenues par modulation du niveau de synthèse de protéines qui forment le squelette de la cellule.

Leurs résultats apportent des informations précieuses. Ils montrent que si l’élasticité des cellules a peu d’impact sur leur diffusion dans les vaisseaux sanguins, ce n’est pas le cas de leur viscosité. Les cellules cancéreuses les moins visqueuses sont en effet les seules capables d’arriver dans les petits vaisseaux semblables à ceux du poumon chez l’humain, très contraignants sur un plan mécanique. Ces cellules ressortent difficilement de la circulation, mais elles sont les plus à même d’envahir un nouvel organe lorsqu’elles y parviennent. À l’inverse, les cellules les plus visqueuses réussissent le mieux à s’échapper de la circulation à distance de la tumeur primaire, en activant un programme de remodelage de la paroi vasculaire (en savoir plus sur ce mécanisme).

Des adaptations régulières

L’équipe a ensuite pu reproduire une partie de ces travaux chez des souris : administrées par voie intraveineuse, les cellules tumorales les moins visqueuses étaient celles qui formaient le plus facilement des tumeurs dans les poumons des animaux. Enfin, les chercheurs ont suivi le cheminement de cellules métastatiques issues de patients atteints de différents cancers dans la circulation de poissons zèbres. Une expérience qui les a conduits à observer que leur localisation variait en fonction de leur niveau de viscosité.

« Ces résultats peuvent être déroutants car ils montrent que les caractéristiques mécaniques les plus favorables à la migration des cellules tumorales dans le sang empêchent ensuite leur sortie de la circulation ! Il n’y a donc pas de portrait-robot des propriétés mécaniques d’une cellule métastatique. Au contraire, une adaptation semble nécessaire aux différentes étapes de la formation d’une métastase. Une hypothèse est donc que ces cellules bougent leur curseur mécanique tout au long du processus, à la fois pour parvenir à se disséminer, mais aussi probablement pour échapper au système immunitaire. Nous comptons maintenant vérifier cela », conclut-il.

Jacky Goetz est directeur de recherche Inserm, responsable de l’équipe Tumor biomechanics lab, au sein de l’unité Immunologie et rhumatologie moléculaire (unité 1109 Inserm/Université de Strasbourg), à Strasbourg.

Source : V. Gensbittel et coll. Cell viscosity influences haematogenous dissemination and metastatic extravasation of tumour cells. Nat Mater, 19 janvier 2026 ; DOI : 10.1038/s41563-025–02462‑w

Autrice : A. R.

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