Les modèles de tumeurs 3D permettent aux scientifiques de proposer de meilleurs traitements et d’améliorer les résultats de survie pour des pathologies complexes comme le cancer du sein.
Des scientifiques de l’Université de Waterloo ont créé une méthode permettant de produire de meilleurs modèles tridimensionnels (3D) de cancers complexes. L’équipe a combiné des techniques innovantes de bio-impression avec des structures synthétiques ou des puces microfluidiques qui permettront aux chercheurs en laboratoire de comprendre plus précisément les tumeurs hétérogènes – des tumeurs comportant plus d’un type de cellules cancéreuses, souvent dispersées selon des schémas imprévisibles.
Traditionnellement, les médecins biopsiaient la tumeur d’un patient, extrayaient des cellules, puis les cultivaient dans des boîtes de Pétri plates en laboratoire. Nafiseh Moghimi, chercheuse postdoctorale en mathématiques appliquées et auteur principal de l’étude, a déclaré : « Pendant cinquante ans, c’est ainsi que les biologistes comprenaient les tumeurs. » Elle poursuit : « Mais il y a dix ans, des échecs répétés des traitements lors d’essais sur l’homme ont fait comprendre aux scientifiques qu’un modèle 2D ne capture pas la véritable structure de la tumeur à l’intérieur du corps. »
L’équipe a résolu ce problème en créant un modèle 3D qui simule la complexité de la tumeur et de son environnement.
« Nous créons quelque chose de très, très nouveau au Canada. Peut-être que quelques laboratoires font quelque chose de proche de cette recherche », a déclaré Moghimi.
La recherche a eu lieu sous la supervision du professeur de mathématiques appliquées Mohammad Kohandel au laboratoire de médecine mathématique. Pour commencer, l’équipe a conçu des « puces microfluidiques » en polymère, de minuscules structures gravées de canaux qui imitent le flux sanguin et d’autres fluides entourant la tumeur d’un patient.
Ensuite, l’équipe a développé plusieurs types de cellules cancéreuses et a suspendu ces cultures cellulaires dans leur propre bioink personnalisé. Le bioink contenait de la gélatine, de l’alginate et d’autres nutriments destinés à maintenir les cultures cellulaires en vie.
La troisième étape consistait à utiliser une bio-imprimante par extrusion, un dispositif qui ressemble à une imprimante 3D mais pour les matières organiques, pour superposer les différents types de cellules cancéreuses sur les puces microfluidiques préparées.
Cela a abouti à un modèle 3D vivant de cancers complexes que les chercheurs peuvent ensuite utiliser pour tester différents modes de traitement, comme plusieurs médicaments de chimiothérapie.
Moghimi et son équipe s’intéressent particulièrement à la création de modèles complexes de cancer du sein. Après le cancer de la peau, le cancer du sein est le cancer le plus fréquemment diagnostiqué chez la femme et est difficile à traiter car il se présente sous la forme de tumeurs complexes contenant plusieurs types de cellules lorsqu’il métastase. Les biopsies ne représentent pas avec précision la totalité de la tumeur et peuvent entraîner des plans de traitement inefficaces et des résultats indésirables. Ces modèles de tumeurs imprimés en 3D promettent des traitements plus rapides, moins chers et moins douloureux pour des maladies telles que le cancer du sein à un stade avancé.
Cette recherche est publiée dans Nature.
2023-10-20 18:02:15
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