Théorie de la cellule souche cancéreuse dans les neuroblastomes

II est généralement admis que les neuroblastomes sont issus de la transformation des neuroblastes normaux qui dérivent eux-mêmes des cellules des crêtes neurales. Pour bien comprendre l’origine de la théorie de la cellule souche cancéreuse dans les neuroblastomes, il est nécessaire d’introduire en pré-requis certaines informations concernant les cellules des

95 crêtes neurales, les différents progéniteurs et cellules matures qui découlent de leur différenciation.

Les cellules de la crête neurale sont constituées d’un petit contingent de cellules embryonnaires issues du processus de la neurulation. Ces cellules forment une population transitoire qui possède des propriétés de cellules souches (LaBonne and Bronner-Fraser, 1998; Morrison et al., 1997). Dotées de capacité d’autorenouvellement et de différenciation, les cellules de la crête neurale donnent naissance à des progéniteurs qui eux-mêmes sont à l’origine d’une large variété de cellules (neuronales et non-neuronales) incluant les mélanocytes, les muscles de la face, les cellules chromaffines de la glande surrénale, les cellules de Schwann et différents types de neurones (Berry, 2003; Bronner-Fraser, 1995). Les cellules chromaffines et les neurones du système nerveux sympathique dérivent de cellules progénitrices intermédiaires en cours de différenciation appelé neuroblastes. Les neuroblastes dont sont issus les neuroblastomes sont donc des intermédiaires de la différenciation des cellules de la crête neurale.

Tout comme les progéniteurs normaux des cellules de la crête neurale, certains neuroblastes malins peuvent se différencier en cellules neuronales ou en cellules de type shwannien après traitement par l’acide rétinoïque ou le 5-bromo-2’-deoxyuridine (BrdU) respectivement (Ross et al., 1995). La double potentialité en terme de différenciation à conduit certains chercheurs à s’intéresser aux propriétés « souches » de ces neuroblastes malins et a proposer une théorie « de cellules souches cancéreuses » des neuroblastomes. Parallèlement, la caractérisation de lignées de neuroblastomes a permis de proposer un modèle de classification des cellules tumorales en trois groupes, selon leur morphotype. On distingue ainsi les cellules de type Neuroblastique (N), celles de type Shwannien (S) et celles de type Intermédiaire (I).

- Les cellules de type N, ont une morphologie de petits neuroblastes indifférenciés arrondi et peu réfringents. Ils présentent un ratio noyau/cytoplasme élevé et ont tendance à fortement adhérer entre-eux sous la forme de petits agrégats cellulaires et peu au substrat. Ils possèdent la capacité de former des neurites, des pseudoganglions et de se différencier dans une voie neuronale. Ils expriment également des récepteurs neuronaux (récepteurs au Nerve Growth Factor, récepteurs muscariniques, opioïdes) et ont une activité de synthèse de certains neurotransmetteurs (Ciccarone et al., 1989; Rettig et al., 1987; Ross et al., 1983; Sadee et al., 1987).

96 - Les cellules de type S (adhérente au substrat) ou Shwannien sont de grandes cellules plates avec un petit noyau ovale et un cytoplasme abondant. Elles ont une morphologie non-neuronale de type fibroblastique ou épithéliale. Contrairement aux cellules de type N, elles ne possèdent aucun processus neural et sont plus adhérentes au support de culture qu’entre-elles, c’est la raison pour laquelle elles sont appelées de type S (de l’anglais Substrate adherent) (Ciccarone et al., 1989; Rettig et al., 1987; Ross and Biedler, 1985; Slack et al., 1992). Généralement, les cellules de type S sont incapables de former des tumeurs chez la souris ce qui a valu a certain scientifiques de les ont considérés (à tort) comme des cellules normales provenant du stroma sain avoisinant la tumeur plutôt que de la tumeur elle même. Des études ont ensuite affirmé que ces cellules de type S provenaient bien initialement de la tumeur, puisqu’elles partageaient les mêmes anomalies génétiques que les cellules tumorales du patient (Ciccarone et al., 1989; Mora et al., 2001; Valent et al., 1999) démontrant ainsi l’existence de cellules de type S issues de tumeurs neuroblastiques.

- Le troisième et dernier type cellulaire est le type I (intermédiaire). Comme leur nom l’indique, ces cellules présentent un phénotype intermédiaire entre les types N et S (Ciccarone et al., 1989). Elles ont un noyau rond assez volumineux comme les cellules de type N et un cytoplasme abondant comme les cellules de type S. Elles possèdent des propriétés d’adhésion communes aux deux types cellulaires puisqu’elles adhèrent aussi bien entres-elle qu’au support de culture et expriment à la fois des marqueurs de différenciation des cellules N et S. In vitro, ces cellules de type I sont capables de se différencier en cellules de type N ou S selon l’agent pharmacologique utilisé (Ciccarone et al., 1989; Ross et al., 2003; Ross et al., 1995). Contrairement aux deux autres types, les cellules I sont les seuls à exprimer le marqueur de cellules souches c- Kit (Walton et al., 2004) et leur capacité à exclure le colorant Hoechst (Hirschmann- Jax et al., 2004) tend à renforcer l’hypothèse du caractère souche de ce type intermédiaire. Cette capacité à exclure des marqueurs colorés mais également les agents cytotoxiques provient de l’hyper-expression de pompe a efflux. Ce caractère marginal des cellules souches permet également d’expliquer la chimiorésistance et l’importante capacité de survie de ces cellules. La forte tumorigénicité observée chez la souris ainsi que les caractéristiques particulières évoquées plus haut (autorenouvellement, différenciation vers type N ou S et chimiorésistance) suggèrent que les cellules de types I pourraient ainsi correspondre à des cellules souches

97 cancéreuses de la crête neurale à l’origine du processus tumorale et de la rechute. Ces résultats ont été confortés récemment par la mise en évidence de cellules souches initiatrice de tumeurs dans des neuroblastomes particulièrement agressifs (Hansford et al., 2007; Vangipuram et al., 2010). Ainsi, l’ensemble de ces observations suggère que les cellules de neuroblastomes de type I représente un modèle particulièrement pertinent pour la caractérisation des cellules souches cancéreuses et leur implication dans la tumorigenèse et la progression de la maladie.