L’étude histologique des tumeurs avasculaires du vitré montre une prolifération des cellules externes, mais la mort par apoptose des cellules situées à l’intérieur du clone multicellulaire.

L’angiogenèse est nécessaire à la croissance tumorale mais non suffisante : de nombreuses tumeurs bénignes sont hypervascularisées (exemple : adénomes cortico-surrénaliens). Ces cellules ne possèdent pas les caractères de malignité leur permettant d’évoluer à distance de leur origine.

Une cellule tumorale, pour migrer à distance de son origine, à travers les vaisseaux, doit pouvoir les pénétrer.

Dans les tumeurs expérimentales, on ne voit pas survenir de métastases avant la néo-vascularisation. On établit une corrélation entre le pouvoir métastatique des cellules tumorales et l’importance de la vascularisation de la tumeur primitive. Les cellules tumorales pénètrent à travers les capillaires de la néo-vascularisation qui seraient moins étanches que les capillaires normaux. Les cellules tumorales peuvent les traverser facilement. Les protéines plasmatiques diffusent vers l'espace extra-cellulaire provoquant un œdème local important.

Au niveau de la croissance capillaire (cf. plus loin) existent tous les enzymes normaux nécessaires à la migration des cellules endothéliales, et notamment ceux nécessaires à la dissolution de la membrane basale des vaisseaux, comme les collagénases de type IV ou V ou encore l’activateur du plasminogène. Mises à profit par les cellules tumorales, elles permettent à celles-ci de migrer.

Les clones métastatiques migrent à partir de la tumeur initiale. Au niveau du site métastatique, certaines sont capables de stimuler les cellules endothéliales de l’hôte, et ainsi de se développer. L’administration expérimentale à l’animal de substances inhibant cette angiogenèse va empêcher l’éclosion de métastases macroscopiquement visibles. Cependant, les cellules métastatiques sont présentes, mais ‘dormantes’. Elles ne s’exprimeront que lorsque le traitement à visée anti-angiogénique aura été arrêté.

In vivo, chez l’homme, certains clones métastatiques ne possèdent probablement pas de pouvoir angiogénique et restent dormantes pendant de nombreuses années (expliquant ainsi les métastases de survenue très tardives).

Illustration de la différence entre le pouvoir angiogène et le pouvoir métastastique des cellules cancéreuses. Le clone A a un pouvoir métastasiant, mais pas de pouvoir angiogène. La métastase produite sera probablement ‘dormante’. Le clone B comporte des cellules à pouvoir angiogène et formera des métastases actives. Le clone C est mixte : certaines cellules sans pouvoir angiogénique passent dans la circulation.

Les mélanomes de moins de 0,76 mm d’épaisseur ne métastasent pratiquement jamais. Ils restent dans l’épiderme, en dehors de la membrane basale, à distance du derme bien vascularisé. Les mélanomes plus épais sont associés à une néo-vascularisation au niveau du derme, avec souvent des images de cellules tumorales entourant les néo-vaisseaux capillaires. Ils ont alors acquis un pouvoir métastatique important.

Schéma de l’évolution d’un mélanome malin. A gauche, il s’agit d’une forme non profonde, mesurant moins de 0,76 mm d’épaisseur, sans vascularisation et avec un risque faible de métastase. A droite, l’épaisseur dépasse 3 cm. De nombreux vaisseaux irriguent la tumeur, et des cellules métastatiques disséminent dans le derme et à distance.

Une observation analogue peut être faite au niveau des cancers in situ du col utérin qui évoluent vers des cancers micro invasifs, non métastasiants jusqu’environ 3 mm d’épaisseur.

Ainsi, les cellules cancéreuses ont un pouvoir de micro-invasion locale indépendant de leur pouvoir angiogène.

Angiogénèse et métastases lymphatiques

On ne trouve pas de néo-vaisseaux lymphatiques dans les tumeurs cancéreuses primitives. Les tumeurs ne semblent pas capables d’induire une angiogenèse lymphatique. La lymphe est exsudée à partir des nouveaux vaisseaux artériolaires de la tumeur, moins étanches que les capillaires normaux, à un endroit où la pression intra-capillaire provoquée par la prolifération tumorale est forte. Les cellules cancéreuses suivent le trajet de la lymphe, et atteignent ainsi les ganglions lymphatiques qui drainent normalement l’organe.

L’encre de chine injectée dans une tumeur vascularisée de cornée du lapin est drainée rapidement vers les ganglions ipsi-latéraux. L’encre injectée dans une tumeur non vascularisée reste localisée indéfiniment.