E75a Niches spéciales : os

Topique

L'os, en tant que niche tumorale, se caractérise avant tout par sa matrice extracellulaire minérale, c'est-à-dire qu'il est composé principalement de minéraux et présente une rigidité extrême, bien supérieure à celle de tout autre tissu mou de l'organisme. Cette rigidité extrême génère des signaux mécaniques spécifiques à l'os, que le tissu lui-même convertit en signaux biologiques : d'une part, par l'intermédiaire des intégrines, molécules d'ancrage reliant la cellule à la matrice environnante, et d'autre part, par la piézoélectricité osseuse, c'est-à-dire la capacité du tissu osseux à générer un faible courant électrique lorsqu'il est déformé mécaniquement.

Le processus physique central qui se produit lorsqu'une tumeur s'implante dans l'os est connu sous le nom de cercle vicieux de destruction osseuse. Ce cycle débute lorsque la tumeur libère une molécule de signalisation qui active directement les ostéoclastes, cellules osseuses spécialisées responsables de la destruction et de la résorption du tissu osseux minéral.

Une fois activés, les ostéoclastes procèdent à la résorption osseuse, c'est-à-dire qu'ils détruisent et dissolvent la matrice minérale de l'os. Ce faisant, ils libèrent un facteur de croissance qui était auparavant piégé dans cette même matrice osseuse. Ce facteur de croissance, libéré par la matrice osseuse, stimule à son tour la prolifération des cellules tumorales. Cette augmentation du nombre de cellules tumorales entraîne la libération d'une quantité encore plus importante de la molécule de signalisation qui active les ostéoclastes, bouclant ainsi le cercle vicieux de la destruction osseuse : une tumeur plus volumineuse active davantage d'ostéoclastes, qui détruisent davantage d'os, et l'os détruit libère davantage de facteur de croissance qui alimente une tumeur encore plus importante.

Outre ce cercle vicieux de destruction osseuse, un second mécanisme physique explique pourquoi certaines tumeurs ont tendance à coloniser préférentiellement l'os : l'architecture vasculaire de l'os est formée par des vaisseaux sanguins spécialisés de la moelle osseuse, appelés sinusoïdes. Les cellules de soutien de la moelle osseuse libèrent elles-mêmes une molécule de signalisation qui attire spécifiquement les cellules tumorales possédant le récepteur correspondant à leur surface. Les cellules du cancer de la prostate et les cellules du myélome expriment ce même récepteur en grande quantité à leur surface, ce qui explique le tropisme osseux sélectif de ces deux tumeurs, via ces mêmes sinusoïdes médullaires.

C’est ce cercle vicieux de destruction osseuse, associé au tropisme osseux sélectif induit par l’architecture vasculaire de l’os sur certaines tumeurs comme le cancer de la prostate et le myélome, qui explique pourquoi les métastases osseuses, une fois établies, ont tendance à croître de manière auto-entretenue, et pourquoi le traitement de ces métastases vise souvent précisément à interrompre ce cercle vicieux, par exemple en bloquant l’activation des ostéoclastes, afin de ralentir à la fois la destruction osseuse et la croissance de la tumeur que ce cycle alimente.

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