Distinguer les vésicules pour mieux comprendre la progression tumorale

Pour communiquer ou échanger des molécules, les cellules produisent toutes sortes de vésicules, de petites « bulles » biologiques, enveloppées d’un morceau de membrane lipidique. Mais toutes les vésicules extracellulaires ne sont pas produites de la même manière. Certaines sont générées à l’intérieur de la cellule, dans un sac appelé compartiment vésiculaire, avant d’être libérées simultanément dans le milieu extracellulaire. Ces vésicules sont qualifiées d’exosomes. D’autres sont formées directement sur la membrane, l’une après l’autre. On parle alors d’ectosomes.

Bien que cette distinction soit claire, les biologistes ignorent encore quelle est son implication sur la fonction des vésicules. Ont-elles des destins comparables ? Transportent-elles des messages différents ? Pour répondre à ces questions, encore faut-il savoir les reconnaitre dans le milieu extracellulaire. Et sur ce point, les travaux de Clotilde Théry et de son équipe menés à l’Institut Curie, semblent décisifs.

Les chercheurs ont analysé, grâce à la microscopie vidéo à fluorescence, les déplacements de molécules membranaires portées par ces vésicules dans des cellules en culture. Ils se sont intéressés à deux protéines en particulier : CD63 et CD9. Elles sont couramment utilisées comme des marqueurs d’exosomes. Dans cette étude, l’équipe s’est aperçue que CD9 est principalement retrouvée sur les vésicules membranaires, donc les ectosomes, mais que l’on en trouve aussi un peu au niveau des compartiments vésiculaires. Quant à CD63, si elle concerne principalement les exosomes, elle peut aussi être portée par des ectosomes. « Ce ne sont pas des marqueurs exclusifs », explique Clotilde Théry.

Donc quand on utilise ces protéines pour analyser la fonction des vésicules extracellulaires, on étudie en réalité un mélange d’ectosomes et d’exosomes

poursuit-elle.

Cette confusion entrave les travaux qui visent à comprendre comment ces vésicules extracellulaires participent à la progression tumorale. « De nombreuses recherches étudient les vésicules sécrétées par les tumeurs. Notre hypothèse est que certaines ont des fonctions anti-tumorales tandis que d’autres sont pro-cancéreuses », ajoute Clotilde Théry. Et pour étudier ce processus, il est essentiel de distinguer les différents types de vésicules.

En captant, à l’aide de microbilles sur lesquelles des anticorps lient spécifiquement certaines protéines, les vésicules “plutôt CD9” et les vésicules “ plutôt CD63”, les biologistes de l’Institut Curie ont découvert d’autres marqueurs qui pourraient mieux discriminer les exosomes des ectosomes. Ils sont en train de les valider sur d’autres types de cultures cellulaires.

Nous avons aussi d’autres marqueurs candidats qu’il faudrait explorer pour caractériser des sous-familles de vésicules

précise Clotilde Théry.

L’étude approfondie de tout le processus pourrait permettre de développer de nouveaux types de traitements oncologiques. « En inhibant la sécrétion protumorale tout en maintenant les sécrétions antitumorales, on pourra peut-être freiner la progression tumorale », conclut Clotilde Théry.

Le suivi en temps réel du parcours de CD9 (flèches rouges) et CD63 (flèches bleues) dans la cellule montre que ces 2 molécules se retrouvent transitoirement aux mêmes endroits, les compartiments vésiculaires et la membrane, ici illustré une heure après le début de leur parcours. Ceci explique pourquoi ni CD9 ni CD63 ne sont exclusives des ectosomes (formés au niveau de la membrane plasmique : PM) ni des exosomes (formés dans les multivesicular bodies : MVBs)

Référence : Specificities of exosome versus small ectosome secretion revealed by live intracellular tracking of CD63 and CD9. M. Mathieu et al. Nature Communications 19 juillet 2021, doi :10.1038/s41467-021-24384-2