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Cancer du sein comme maladie dynamique

Thought LeadersDr. Andrew EwaldProfessor of Cell BiologyJohns Hopkins University School of Medicine

Une entrevue avec M. Andrew Ewald, Ph.D., discutant l'influence du myoepithelium sur l'accroissement de cancer du sein et l'importance d'étudier la métastase.

Quel est le micro-environnement de tumeur et comment il est lié à la métastase ?

Le micro-environnement de tumeur est une condition générale décrivant toutes les choses qui sont une partie de la tumeur mais n'est pas des cellules cancéreuses. Ceci comprend les cellules épithéliales en bonne santé, les cellules du système immunitaire, les vaisseaux sanguins et la matrice extracellulaire (ECM) ; un échafaudage des protéines qui entoure chaque tissu dans le fuselage, y compris des tumeurs. La contre-mesure électronique comprend également les caractéristiques non-cellulaires, telles que le pourcentage de l'oxygène.

Cellule cancéreuse en tissu - Giovanni CancemiCrédit d'image : Giovanni Cancemi/Shutterstock

Le micro-environnement de tumeur est une région hypoxique contenant un groupe de signalisation puissant de cellules qui peuvent supporter les forces mécaniques et les signes chimiques entourant la tumeur.

Cet environnement est important parce qu'il détermine comment les cellules cancéreuses réagiront à la demande de règlement et ainsi, le pronostic de la maladie. Des résultats patients ne sont pas simplement basés sur la taille de la tumeur et le nombre de mutations qu'il contient. Au lieu de cela, les résultats ont beaucoup pour faire avec le dialogue entre les cellules cancéreuses et le reste du corps, particulièrement les cellules et les protéines trouvés dans le micro-environnement de tumeur.

Un objectif central de mon laboratoire est de distinguer la promotion et la résistance. Nous faisons ceci en établissant des systèmes expérimentaux dans le laboratoire où nous pouvons déterminer si un facteur donné dans le micro-environnement est important ou pas dans l'accroissement de la tumeur.

Si un facteur particulier s'avère important pour la croissance tumorale, nous pourrions vouloir l'empêcher. Également, si un facteur empêche l'accroissement de la tumeur, nous pourrions vouloir renforcer son activité pour éviter la métastase.

Qu'est actuel connu au sujet du micro-environnement de cancer du sein et des étapes de l'envahissement des tissus ?

Le cancer du sein a deux formes distinctes ; in situ et invasif. Le carcinome canalaire in situ (DCIS), par exemple, est une expression de fantaisie pour les cellules de cancer du sein qui sont entourées par certaines de leurs contraintes normales de tissu. Ceci comprend les cellules myoepithelial et la membrane basale ; un ensemble spécialisé de protéines qui entourent les conduits du sein.

Tant que les cellules cancéreuses sont intérieur le myoepithelium et la membrane basale, le pathologiste la diagnostiquera comme carcinome canalaire in situ. Plus de 99% de ces patients aura des résultats grands.

Là où il devient provocant est quand les cellules ont traversé le myoepithelium, qui est cliniquement défini comme cancer invasif du sein. Si ou non les cellules cancéreuses ont traversé le myoepithelium est la caractéristique décisive entre si un diagnostic de DCIS ou de cancer invasif du sein est effectué.

Concernant le micro-environnement de cancer du sein, notre laboratoire et beaucoup d'autres ont prouvé à de nombreuses reprises que les protéines entourant la tumeur sont très importantes.

Par exemple, collagen-1 est une protéine très abondante au corps humain. Quand une femme trouve un morceau dans son sein, il ressent une abondance de collagène. Cette abondance n'est pas comme quelques molécules supplémentaires - il est tellement protéine supplémentaire qu'elle entraîne un morceau. Le travail des laboratoires tels que Patricia Keely ont prouvé que ce collagen-1 est un promoteur très intense d'invasion de cancer.

Notre recherche a considéré ceci aussi bien. Nous avons récent prouvé que si vous mettez des cellules cancéreuses près de collagen-1, elles aligneront le collagen-1 dans quelque chose ressemblant aux voies ferrées qu'elles emploient alors pour émigrer hors de la tumeur.

Le myoepithelium, d'autre part, résiste à l'invasion de la tumeur. Par conséquent, s'il y a un myoepithelium, le cancer n'est pas invasif, alors que s'il y a une interruption dans le myoepithelium, les cellules cancéreuses émigrent à l'extérieur dans d'autres tissus. Nous avons concentré ce projet sur essayer de comprendre comment cela a fonctionné, comment penser cela, et ce que nous pourrions faire ensuite.

Cellules de cancer du sein subissant la métastase par le vaisseau sanguin - déménageant à une autre région du corps Giovanni CancemCrédit d'image : Giovanni Cancemi/Shutterstock

Veuillez décrire votre cancer du sein environnant de recherche récente.

Nous avons su que la présence et l'intégrité de la couche myoepithelial étaient la différence entre une maladie bénigne et invasive, mais nous avons voulu comprendre comment cela a fonctionné.

Nous avons commencé par les analyses de établissement de la culture 3D, qui nous permettraient d'élever les tissus entiers dans le laboratoire. Vous pouvez penser à l'organisme de tissu en tant qu'étant comme des raisins secs dans un moulage de Gélification-o ; vous avez ces structures s'élever dans un environnement en trois dimensions des protéines.

Nous avions l'habitude des tours génétiques variés pour concevoir les cellules qui essayaient d'envahir dans une couleur et les cellules myoepithelial dans une autre couleur.

Ce qui frappait immédiatement était que le myoepithelium répondait activement au comportement invasif des cellules cancéreuses.

Nous verrions les cellules de cancer invasif marcher vers l'avant, et le myoepithelium atteignent à l'extérieur, les récupèrent, et les repoussent à l'intérieur. Le plus souvent, le myoepithelium gagnerait.

Katarina Sirka

Film confocal de temps-déchéance du temps réel 3D des cellules épithéliales de Twist1-expressing (rouges) envahissant dans la matrice extracellulaire environnante et puis étant retenues et retirées par les cellules myoepithelial normales (vert). Crédit d'image : Katarina Sirka.

Après avoir vu ceci, nous avons été réellement excités, mais d'abord, nous avons dû vérifier si c'était une corrélation ou quelque chose qui étaient causal relatives. Nous avons arrangé différents rapports de cellules myoepithelial aux cellules invasives et pouvions prouver que les cellules plus myoepithelial que vous aviez, moins s'est produit jusqu'd'invasion à la remarque où vous a eu une couche myoepithelial complète avec essentiellement aucune invasion.

La prochaine opération était de comprendre la base moléculaire de cette interaction. Nous avons empêché différentes voies impliquées avec l'adhérence entre les cellules myoepithelial ou la contraction des cellules myoepithelial. Nos résultats ont prouvé que les deux ces caractéristiques, adhérence, et contraction, ont été exigées pour que le myoepithelium agisse en tant que barrage au comportement invasif.

Comment vos découvertes fait-il diffèrent-elles à la recherche précédente, et que ce moyen pour des patients ?

Comment est-il différent ? L'analogie que nous aimons employer ici est que les gens ont su que la présence du myoepithelium a marqué avec des résultats patients et qu'il était suffisant pour un diagnostic de cancer invasif du sein, mais ce qu'elles n'ont pas connu était comment ces cellules myoepithelial ont travaillé.

Avant notre recherche, il était possible ceci était purement une corrélation. Notres est l'un d'un très petit nombre de papiers qui ont vérifié si les cellules myoepithelial sont fonctionellement impliquées dans l'invasion de résistance, ou si elles étaient juste une bonne borne pour la présence de l'invasion.

Le concept le plus important que cet article introduit est le myoepithelium comme barrage dynamique. L'analogie que j'aime employer est entre celle d'une paroi de château. Imaginez la paroi extérieure dans un château ; si cette paroi est franchie, les forces terrestres de envahissement peuvent simplement faire fonctionner par elle. Il n'y a aucune autre résistance d'une paroi après qu'il y ait un grand trou dans elle.

Cependant, ce que nous avons montré est que le myoepithelium est une meilleure pensée de comme une défense du football ou du football. La cellule cancéreuse peut se briser cependant partiellement, mais les cellules myoepithelial émigreront activement, essayer de le repousser à l'intérieur.

L'idée d'une réponse dynamique aux modifications dans un tissu a un choc sur la recherche dans d'autres maladies. Les scientifiques commencent maintenant à considérer la participation des cellules et des barrages épithéliaux d'une voie complet différente.

En réponse à votre deuxième question, le concept clé ici est que nous avons augmenté notre compréhension de la façon dont le myoepithelium fonctionne et collaborons maintenant activement avec des pathologistes pour vérifier si nous pouvons influencer cette compréhension de la façon dont le myoepithelium fonctionne pour fournir à une évaluation plus personnalisée et plus personnalisée du risque de récidive pour des femmes le cancer du sein ou le DCIS.

Quelles sont les prochaines opérations pour votre recherche ?

Ma métastase d'études de laboratoire ; c'est la chose du numéro un que nous sommes intéressés à étudier. Nous essayons de comprendre comment les cellules normales, par une suite de mutations, acquièrent la capacité d'écarter par le fuselage, survivent un environnement peu familier, envahissent le système immunitaire, et élèvent éventuellement des tumeurs dans les organes éloignés.

Nous sommes principalement concentrés sur cette question au sujet de cancer du sein parce qu'elle est dans cette maladie que nous pensons que nous pourrions effectuer le plus grand et le plus immédiat choc sur des résultats patients avec plus de recherche.

Au moment où, nous essayons de comprendre comment les cellules du système immunitaire agissent l'un sur l'autre avec des cellules cancéreuses pendant qu'elles écartent par le fuselage.

Nous travaillons également pour comprendre la voie dont les voies moléculaires dans la cellule cancéreuse lui permettent de survivre pendant qu'elle écarte par le fuselage et les passages dans un organe éloigné.

Si nous pouvons comprendre toute la ceci, et modélisons les caractéristiques utilisant les systèmes de calcul, nous devrions pouvoir avoir un choc réel sur des résultats patients.

Où peuvent les lecteurs trouver plus d'informations ?

Au sujet de M. Andrew Ewald

M. Ewald a reçu son diplôme de premier cycle dans la physique avec des honneurs de l'université de Haverford. Il a gagné son Ph.D. dans les biochimies et la physique moléculaire de l'Institut de Technologie de la Californie.

Il a terminé les travaux post-doctoraux avec Zena Werb dans la biologie et le cancer mammaires à l'Université de Californie, San Francisco. M. Ewald a joint le corps enseignant de Johns Hopkins en 2008.

Il est un membre de l'association américaine pour la cancérologie, de la société pour la biologie du développement, et de la société américaine pour la biologie cellulaire.

Le travail de M. Ewald's a été identifié avec les 2011 récompenses morphologiques des sciences de l'association américaine des anatomistes pour ses cotisations à l'inducteur de la morphogénèse épithéliale.

Kate Anderton

Written by

Kate Anderton

Kate Anderton is a Biomedical Sciences graduate (B.Sc.) from Lancaster University. She manages the editorial content on News-Medical and carries out interviews with world-renowned medical and life sciences researchers. She also interviews innovative industry leaders who are helping to bring the next generation of medical technologies to market.

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