Les mini-colons dérivés de patients permettent la modélisation à long terme de la complexité du microenvironnement tumoral
Contexte :
L’interaction entre les tumeurs et leur microenvironnement environnant a une influence profonde sur le développement et le traitement du cancer. Toutefois, les modèles tumoraux in vitro actuels ne parviennent pas à saisir ces interactions complexes. Pour résoudre ce problème, cette étude a innové en développant un modèle de mini-colon basé sur les cellules cancéreuses spécifiques aux patients et leur microenvironnement, fournissant ainsi une nouvelle plateforme expérimentale pour le traitement du cancer.
Équipe de recherche et information sur la publication :
Cette étude a été dirigée par L. Francisco Lorenzo-Martin et al., en collaboration avec plusieurs instituts de recherche, y compris le Laboratoire de bioingénierie des cellules souches de l’École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) en Suisse. Les résultats de l’étude ont été publiés dans Nature Biotechnology.
Processus de recherche :
Objectif et conception de l’étude : Pour surmonter les limitations des modèles existants, cette étude vise à développer un système capable de modéliser de manière stable et durable la complexité des interactions entre la tumeur et le microenvironnement. L’étude se concentre sur le cancer colorectal (CRC), générant un mini-colon comprenant un épithélium colique humain sain, dans lequel les cellules cancéreuses et leur microenvironnement d’origine sont intégrés de manière stable.
Établissement du modèle : Utilisant les techniques de l’ingénierie tissulaire et de la micromécanique, les chercheurs ont reconstruit le CRC et son microenvironnement tumoral (TME) dans le mini-colon. Ce modèle est réalisé à l’aide de chambres d’hydrogel sur un dispositif microfluidique, incluant tant les cellules cancéreuses que des composants microenvironnementaux tels que les fibroblastes associés au cancer (CAF) et les lymphocytes infiltrant la tumeur (TIL).
Principales découvertes : Le mini-colon montre du potentiel dans l’évaluation des médicaments, l’exploration des mécanismes d’invasion des cellules cancéreuses, et l’évaluation des réponses immunitaires tumorales et des stratégies d’immunothérapie. En particulier, l’étude révèle le mécanisme par lequel les fibroblastes associés au cancer favorisent l’invasion des cellules cancéreuses en induisant la production de la métalloprotéinase MMP7 par les cellules cancéreuses. En outre, l’étude démontre que les CAF peuvent promouvoir l’échappement immunitaire en augmentant l’expression de PD-L1 à la surface des cellules cancéreuses.
Conclusion et signification : Ce modèle de mini-colon fournit une nouvelle plateforme expérimentale pour la recherche et le traitement du cancer, avec un large potentiel d’application en médecine de précision, sélection des médicaments, et recherche en biologie du cancer. Le développement de ce modèle offre un outil important pour l’étude des microenvironnements tumoraux complexes, contribuant à approfondir notre compréhension de la croissance tumorale, de la métastase et de son interaction avec le système immunitaire, tout en fournissant une base solide pour le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques contre le cancer.
Points forts de l’étude :
- Construction réussie d’un modèle de mini-colon intégrant un microenvironnement tumoral réaliste ;
- Révélation du mécanisme par lequel les CAF favorisent l’invasion du CRC via MMP7 ;
- Validation du potentiel du modèle de mini-colon pour évaluer l’efficacité des médicaments anticancéreux, analyser les mécanismes d’invasion tumorale et les stratégies d’immunothérapie.
Cette étude fournit non seulement un nouvel outil puissant pour la recherche sur le cancer, mais ouvre également de nouvelles perspectives pour l’innovation future en traitement du cancer.