Empéripolèse des cellules de lymphomes humains Ramos par les fibroblastes

Abstract

Les fibroblastes (Fbs) constituent le type cellulaire dominant du stroma tumoral. Une vision "cafocentrique" du microenvironnement tumoral (MET) soutient que les interactions dynamiques et réciproques entre les cellules tumorales et les "cancer-associated fibroblasts" (CAFs) favoriseraient le potentiel métastasique des cellules tumorales. Notre principale hypothèse soutient qu'une interaction physique directe entre les cellules tumorales et les CAFs au sein du stroma tumoral est non seulement possible grâce au couple α4β1/VCAM-1 mais qu'elle pourrait éventuellement constituer une cible thérapeutique de choix. Grâce à la cytofluorométrie et aux anticorps bloquants, nous avons montré que des cellules de lymphome humain Ramos sont capables d'interagir avec les Fbs, que cette interaction est modulable et qu'elle implique le couple α4β1/VCAM-1. Une augmentation dose-dépendante de cette interaction ainsi que du niveau d'expression de VCAM-1 après une stimulation préalable des Fbs par le TNF-α ont été observés. Ce résultat a été confirmé par la surexpression de VCAM-1 par transfection. Des analyses par microscopie confocale ont révélé que les Ramos sont internalisés dans le cytoplasme des Fbs, phénomène connu sous le nom d'empéripolèse et qui correspond en partie à de la migration transcellulaire. Une colocalisation de la sous-unité α4 de α4β1 et de VCAM-1 à la jonction d'adhésion des Ramos aux Fbs ainsi que l'implication de la vimentine au niveau des cônes de migration ont été observées. La vidéomicroscopie a confirmé ce processus cellulaire actif. Finalement, un modèle mimétique de billes fluorescentes de polystyrène tapissées de α4β1 a confirmé les précédents résultats. Cette étude révèle que les Ramos peuvent interagir puis transmigrer à travers les Fbs grâce au couple α4β1/VCAM-1 de façon modulable. Tel que stipulé dans l'hypothèse du "Seed and Soil", nos résultats supportent l'hypothèse d'un adressage cellulaire et tissulaire dans la dissémination métastasique des cellules tumorales qui s'implanteraient préférentiellement là où l'expression de VCAM-1 a été induite. Le couple α4β1/VCAM-1 pourrait servir de cible thérapeutique de choix dans le développement de nouveaux antagonistes anticancéreux.

Fibroblasts (Fbs) often represent the majority of stromal cells within tumors. A “cafocentric” view of the tumor microenvironment (MET) hypothesizes that the dynamic and reciprocal interactions between tumor cells and cancer-associated fibroblasts (CAFs) may enhance the metastatic potency of tumor cells. Very few studies investigated a physical interaction between Fbs and tumor cells within the tumor stroma. Using flow cytometry and blocking antibodies, we demonstrated that a human lymphoma cell line Ramos could interact with Fbs through the couple α4β1/VCAM-1. We observed a dose-dependent increased interaction after tumor necrosis factor-α (TNF-α) stimulation which correlated with increased VCAM-1 expression. A similar observation was made after VCAM-1 overexpression by transfection. Further investigations by confocal microscopy revealed the engulfment of Ramos into the cytoplasm of Fbs, a process called emperipolesis which mostly corresponds to transcellular migration and involves the clustering of the α4 sub-unit and VCAM-1 and the involvement of vimentin intermediate filaments at the transmigration cups. We visualized this cell-in-cell penetration by real time-lapse video-microscopy, which confirmed an active cellular process. Finally, we used α4β1 polystyrene coated-beads as a mimetic model to further confirm the precedent results. Our results showed that Ramos lymphoma cells can interact with and further transmigrate through Fbs by an active cellular process, the emperipolesis which involves the couple of receptors α4β1/VCAM-1. This crosstalk between Fbs and tumor cells through emperipolesis may modulate tumor cells escape from the primary tumor and support the "seed and soil" hypothesis as well as a possible involvement in tumor drug resistance. This fibroblastic permeability can be modulated by inflammation and the CAFs may react as endothelial cells and should be considered as a future target in the MET. Tumor cells may selectively search for new metastatic niches where VCAM-1 expression was already induced. Our results strengthen the growing idea that Fbs and tumor cell integrins may serve as suitable targets in the development of antagonist-based cancer therapy.