Emmanuel Farge directeur de recherche Inserm et responsable de l’équipe « Mécanique et génétique du développement embryonnaire et tumoral » à l’Institut Curie à Paris.

Son projet financé par la Fondation pour la Recherche Médicale consiste à comprendre comment les pressions mécaniques exercées par les tumeurs du côlon sur les tissus sains avoisinants contribuent à leur transformation tumorale et à la progression du cancer.

Avant d’en arriver là, Emmanuel Farge a travaillé pendant 20 ans sur un tout nouveau concept.

Emmanuel Farge est physicien de formation et il s’est demandé  comment les propriétés physiques de la matière biologique qui nous compose pouvaient expliquer certains processus clés du vivant.

Il y a 20 ans, les biologistes pensaient que nous étions avant tout déterminés par nos gènes !

Que seul le code génétique contrôlait le développement embryonnaire, donc la formation d’un individu.

Un gène c’est un fragment de l’ADN qui est contenu dans une cellule. Comme une bande magnétique, son code peut être lu pour produire des protéines qui vont par exemple rentrer dans la composition d’une cellule, donc des organes, ou participer aux réactions chimiques de l’organisme comme la digestion.

Mais, en tant que physicien, Emmanuel Farge avait l’intuition que les pressions mécaniques exercées sur une cellule pouvaient modifier l’expression de ses gènes.

Et c’est en s’intéressant à la formation de l’embryon qu’avec son équipe, il a prouvé que son hypothèse était juste.

Ils ont utilisé un embryon de drosophile, la mouche du vinaigre, âgé de 3 heures.

A ce stade, l’œuf mesure un demi-millimètre, il est composé de 6 000 cellules et a une forme de ballon de rugby, un avant et un arrière, et aussi un dos et un ventre primitifs avec sur chacune des faces des cellules spécifiques.

Les chercheurs ont exercé une pression sur le dos de l’embryon pour le déformer légèrement.

Conséquence : le dos s’est transformé en un 2eventre.

Les chercheurs ont donc forcé des gènes à s’exprimer à un endroit où ils sont normalement éteints.

Emmanuel Farge venait d’établir la preuve que l’expression des gènes est sensible aux pressions mécaniques.

Conclusion : Il n’y a donc pas de déterminisme génétique PUR dans le développement de l’organisme !

Et ce mécanisme s’est aussi avéré être un formidable système de contrôle !

Oui, les chercheurs s’en sont aperçus en étudiant la toute première étape du développement embryonnaire de la drosophile, au cours de laquelle une partie de la surface de l’œuf rentre à l’intérieur, s’invagine, pour former une cavité qui formera le tube digestif et autour de laquelle se formeront les organes internes.

Chez la drosophile, cette étape d’invagination ne dure que 20 minutes !

Son équipe a découvert que ce 1er mouvement d’invagination, initié LUI par l’expression de gènes, induisait des contraintes mécaniques sur les cellules rentrantes. 

Et surtout ils ont prouvé que ces contraintes mécaniques étaient les déclencheurs du programme génétique qui allait permettre la formation de tous les organes internes à partir de ces cellules ! 

Ça prouve 2 choses : que ce système, dit « mécanosensible » est un système de contrôle formidable car seules les cellules qui vont rentrer à l’intérieur de l’œuf, et donc subir une pression mécanique, vont devenir des organes internes, ça évite d’avoir la formation d’organes à l’extérieur ! 

Et cela confirme que tout n’est pas génétique dans les mécanismes fondateurs des formes du corps !

Et c’est ensuite qu’il a cherché à étudier ce phénomène dans le cancer. Quel est le lien entre pression mécanique et cancer ?

Un cancer est d’origine génétique, il faut souvent plusieurs mutations dans une cellule pour qu’elle devienne cancéreuse. Elle se multiplie alors de manière anarchique et forme une tumeur.

En grossissant, la tumeur va exercer une pression mécanique sur les cellules saines voisines.

Les chercheurs se sont donc demandé si cette pression, comme dans l’embryon, contribuait à la progression du cancer en activant certains gènes, mais cette fois des gènes tumoraux.

Ils ont mis en culture un côlon normal de souris, et ont exercé dessus une légère pression, équivalente à celle de la croissance tumorale.

Ils se sont aperçus que cette pression anormale et permanente, appliquée pendant au moins un mois, activait certains gènes tumoraux dans les cellules, provoquant ainsi une prolifération cellulaire anarchique.

Ils ont même trouvé le moyen d’exercer cette pression, de façon indolore, dans le colon d’une souris vivante d’une manière extraordinairement simple.

Ils ont fixé un petit aimant sur la peau du ventre d’une souris et lui ont injecté de minuscules molécules magnétisées qui, attirées par l’aimant se sont fixées sur l’intestin et ont exercé une légère pression équivalente à celle, indolore, de la croissance tumorale.

Ils ont observé les mêmes résultats in vivo.

Les chercheurs ont découvert que c’est de cette manière que les cellules tumorales initiales, entraînent dans leur folie, par cette « contamination mécanique », des cellules saines qui deviennent à leur tour tumorale, sans être pour autant mutées.

Les chercheurs sont en train de tester une chimiothérapie chez la souris pour inhiber ce mécanisme, et le traitement semble efficace.

Si un tel traitement est développé chez l’homme, il sera très probablement associé aux traitements existants.

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