En collaboration avec des collègues allemands et américains, des chercheurs de l'Université de Leipzig ont réalisé une percée dans la recherche sur la propagation des cellules cancéreuses. Dans les expériences, l'équipe de biophysiciens dirigée par le professeur Josef Alfons Käs, Steffen Grosser et Jürgen Lippoldt ont démontré pour la première fois comment les cellules se déforment pour se déplacer dans les tissus tumoraux denses et se faufiler devant les cellules voisines. Les chercheurs ont découvert que les cellules mobiles travaillent ensemble pour fluidifier le tissu tumoral.

Käs a dirigé le projet de recherche en coopération avec le professeur Lisa Manning de l'Université de Syracuse (États-Unis) et le professeur Bahriye Aktas de l'hôpital universitaire de Leipzig. Ils ont maintenant publié leurs conclusions dans Examen physique X , une revue de premier plan qui publie principalement des résultats de recherche révolutionnaires.

"Ces premières observations d'une transition de phase dans les tumeurs humaines modifient nos concepts de base de la progression tumorale et pourraient améliorer le diagnostic et le traitement du cancer, " dit Käs, qui étudie les propriétés physiques des cellules cancéreuses depuis des années. Il a dit que la recherche a montré que les tumeurs humaines contiennent des amas de cellules solides et fluides, ce qui constituerait une percée dans la compréhension des scientifiques de la mécanique tumorale. Il a ajouté que les résultats constituent la base de la première procédure avec laquelle les cellules cancéreuses métastatiques peuvent déjà être détectées dans la tumeur.

Dans des échantillons de tumeurs provenant de patients de l'hôpital universitaire de Leipzig, les chercheurs ont trouvé des régions avec des cellules mobiles ainsi que stables, régions de type solide sans mouvement cellulaire. D'un point de vue physique, les cellules ne devraient pas être capables de se déplacer dans la masse tumorale dense - les tumeurs sont si densément peuplées de cellules que le mouvement serait inhibé dans n'importe quel matériau typique.

Les chercheurs ont donc développé une nouvelle approche de la microscopie des tumeurs vivantes en colorant par fluorescence des échantillons de tumeurs humaines immédiatement après la chirurgie, leur permettant d'observer le mouvement des cellules en direct. Cela les a amenés à découvrir que, contrairement à toutes les découvertes précédentes, cette motilité cellulaire a bien lieu et est associée à une forte déformation nucléaire. Ils ont observé comment les cellules et leurs noyaux se faufilent littéralement à travers les tissus en devenant gravement déformés.

"Les cellules des tissus biologiques se comportent un peu comme les gens dans un bar. À de faibles densités, ils peuvent se déplacer librement. Cependant, le mouvement devient difficile lorsque les choses deviennent très encombrées. Mais même dans un bar bondé, vous pouvez toujours vous faufiler si vous vous tournez sur le côté. C'est exactement l'effet que nous voyons dans les tissus tumoraux, " a déclaré Käs. Les chercheurs pensent que cette transition de phase explique comment les cellules peuvent se déplacer et se multiplier dans une tumeur, aboutissant finalement à des métastases. Les tissus fluides étaient allongés, cellules et noyaux déformés. Des images statiques de cellules allongées et de formes nucléaires pourraient ainsi servir d'empreinte pour l'agressivité métastatique d'une tumeur.

"Ce sont des résultats spectaculaires du domaine de la physique du cancer. Nous devons maintenant étudier si les régions fluides peuvent prédire l'agressivité tumorale. Ici, nous avons trouvé un marqueur du cancer qui indique qu'il est actif, régions mobiles et qui repose sur un mécanisme physique simple, " a déclaré Steffen Grosser. Le professeur Käs se lance actuellement dans un essai clinique pour étudier le potentiel de la forme cellulaire et nucléaire en tant que nouveau marqueur tumoral qui pourrait être utilisé pour examiner et traiter les patients de manière beaucoup plus ciblée qu'auparavant.