Les chercheurs sur le cancer ont du mal à identifier les cellules tumorales qui sont dispersées dans les tissus non malins, car les cellules tumorales exploitent l'environnement tissulaire et monopolisent les ressources disponibles pour continuer à se développer. Les chercheurs attribuent la capacité des cellules cancéreuses à utiliser la signalisation cellulaire et les voies métaboliques qui outrepassent les restrictions de croissance cellulaire normales à des échanges chimiques complexes entre les tissus et les cellules tumorales. Une nouvelle approche semble prometteuse pour commencer à analyser les interactions de cellule à cellule dans cet environnement complexe.

Des chercheurs de l'Université de Washington ont démontré une nouvelle technique pour cartographier le flux de biomolécules dans et autour des tumeurs solides. Dans un numéro spécial de Biointerphases qui met en lumière les femmes dans le domaine de la science des biointerfaces, le groupe utilise la spectrométrie de masse à ions secondaires à temps de vol (ToF-SIMS) pour observer comment les molécules se déplacent et comment les tumeurs envoient des signaux à leur microenvironnement et sapent les ressources des tissus locaux.

"Les gens vont voir que cette technique TOF-SIMS, lorsqu'il est combiné avec la connaissance du comportement des cellules tumorales, permettra aux chercheurs de comprendre ce qui se passe au niveau moléculaire chimique, " a déclaré Lara Gamble, un auteur sur le papier. « Y a-t-il certaines molécules, des lipides ou des carburants que les tumeurs aspirent des tissus normaux pour les aider à se développer ? »

Les cellules tumorales peuvent aspirer les lipides des cellules voisines pour aider à construire des membranes plus grandes et fournir de l'énergie aux cellules tumorales gonflées. Les vaisseaux sanguins peuvent être perturbés, laissant des "lacs de sang" à l'intérieur des tumeurs qui, selon certains chercheurs, alimentent la tumeur en croissance.

Diverses méthodes ont été développées pour identifier où se trouve une tumeur et comment elle utilise le tissu conjonctif comme les vaisseaux sanguins pour soutenir sa croissance, mais, jusque récemment, peu a été compris sur les types de signaux que les tumeurs utilisent pour y parvenir. Pour répondre à cette question, Gamble et ses collègues utilisent TOF-SIMS pour faire exploser des régions à l'échelle nanométrique d'une tumeur afin que des parties quittent l'échantillon et entrent dans un spectromètre de masse. Cet appareil sépare et compte ensuite les molécules en fonction de leur poids moléculaire.

Zones de balayage de 800 nanomètres ou moins, l'approche génère une carte pour l'endroit où une molécule particulière est présente dans un échantillon de tumeur. Un millimètre carré prendrait environ une heure et demie à cartographier.

Le groupe a testé sa technique sur un modèle murin inductible de tumorigenèse neuroendocrine pancréatique qui est bien établi comme modèle pour étudier l'interaction entre les oncogènes et les suppresseurs de tumeurs, qui ensemble génèrent des cancers très agressifs.

Une fois mappé, les microenvironnements tumoraux de souris ont montré des changements significatifs dans le métabolisme. La technique ToF-SIMS a permis d'identifier des altérations du flux normal d'une grande variété de molécules allant des lipides et nucléotides plus gros aux ions simples.

Prochain, Gamble et son groupe prévoient d'utiliser leur technique à des moments plus précoces de l'induction tumorale pour tenter de tracer une série de signaux chimiques qui racontent l'histoire de la croissance tumorale pancréatique.

"Nous cherchons également à voir s'il y a une interférence entre les tumeurs, " Gamble a déclaré. "Nous aimerions identifier les molécules qui pourraient à la fois initier et maintenir la croissance tumorale."