Les tumeurs sont de grandes masses de cellules avec un besoin élevé en nutriments; sans la formation de nouveaux vaisseaux sanguins - un processus étroitement régulé et surnommé angiogenèse - les cellules d'une tumeur auront un accès limité aux nutriments. L'angiogenèse est également l'un des mécanismes qui permet aux tumeurs d'accéder au système circulatoire, permettant aux cellules cancéreuses de migrer à travers le corps pendant la métastase.

Au tout début de la conversion des cellules saines en cellules cancéreuses, l'angiogenèse augmente dans les tissus du corps en conséquence de la régulation stricte de nombreux facteurs qui favorisent ou empêchent l'angiogenèse.

La régulation de l’angiogénèse

Normalement, les marques épigénétiques garantissent que la plupart des cellules restent dans un état anti-angiogénique, empêchant la formation excessive de vaisseaux sanguins. Certains gènes angiogéniques sont associés à la fois à des marques histones répressives et activantes. Dans le cas de la  cicatrisation de plaies, de nouveaux vaisseaux sanguins sont créés pour promouvoir la réparation de la peau. Les cellules peuvent rapidement passer à un état pro-angiogénique en supprimant les marques de histones répressives. Il a également été démontré que les microARNs, des petites molécules d’ARN qui régulent l’expression des gènes, influencent l’angiogenèse en modifiant l’expression de gènes angiogéniques importants.

Pendant l'angiogenèse, les vaisseaux sanguins sont créés par des cellules endothéliales mais se dirigent vers des tissus qui libèrent des facteurs de croissance spécifiques. L'équilibre de l'angiogenèse dans un tissu est en partie régulé par les exosomes. Ces vésicules extracellulaires liées à la membrane peuvent transférer des facteurs de transcription et d’autres éléments de régulation, y compris des microARNs, entre les cellules voisines de l’environnement local. Les exosomes offrent un mécanisme qui permet aux tumeurs de transférer des éléments épigénétiques aux cellules voisines et de modifier leur environnement épigénétique.

La dérégulation de l’angiogénèse dans le cancer

Dans certains cancers, l'angiogenèse implique le gène lié à la transformation de l'érythroblaste (nommé ERG). Il a été démontré qu'une expression accrue de ERG favorise l'angiogenèse. Pour éviter la formation indésirable de vaisseaux sanguins, l'expression de ERG est généralement désactivée par le microARN miR-200b-3p.

Cependant, dans le carcinome hépatocellulaire, ce microARN est sous-exprimé, provoquant une sur-expression de ERG dans la tumeur. De manière intéressante, l'expression de ERG est également augmentée dans les cellules épithéliales qui font partie de l’environnement de la tumeur, conduisant à une angiogenèse.

Comment les niveaux de microARNs dans les cellules cancéreuses affectent-ils l'angiogenèse dans les cellules épithéliales environnantes? Dans une étude publiée dans Scientific Reports, des chercheurs ont trouvé la réponse: les exosomes. Ils ont découvert que les exosomes produits par des tissus hépatiques sains contenaient un microARN qui, une fois transféré aux cellules épithéliales environnantes, provoquant une sous-expression de ERG, et par conséquent diminuait l'angiogenèse. En revanche, les exosomes produits par les cellules hépatiques cancéreuses contenaient moins de microARNs, ce qui produisait une expression accrue de ERG dans les cellules épithéliales environnantes et à une croissance de l’angiogénèse.

Ces études illustrent comment la régulation de l'expression génique par l'épigénétique, les exosomes et les microARNs contribuent à la formation de nouveaux vaisseaux sanguins dans les tumeurs et leurs tissus environnants. Améliorer la compréhension des processus de régulation qui sont perturbés dans le cancer aidera à découvrir de nouvelles thérapies qui auront le potentiel de réduire la formation de nouveaux vaisseaux sanguins. Ceci empêchera ainsi aux tumeurs de s’approvisionner de nutriments essentiels et empêchera leur propagation à travers le corps.