L'étude de la biologie du cancer est l'une des principales priorités des chercheurs du monde entier. Des consortiums aux universités, aux sociétés pharmaceutiques, aux nouveaux arrivants dans l'industrie du développement de médicaments et aux instituts de recherche, la recherche actuelle pour comprendre comment les tumeurs se développent est cruciale pour progresser contre la maladie. À l'Université de Caen Normandie (UNICAEN) en France, deux équipes de plus de 30 chercheurs, cliniciens et doctorants développent un nouveau modèle tumoral bi-imprimé 3D qui fournira un nouvel outil alternatif pour étudier la biologie tumorale et la réponse aux anti-cancers traitements.
Beaucoup d'entre eux font partie de CERVOxy, l'une des équipes scientifiques de l'unité Imagerie et Stratégies Thérapeutiques des Pathologies Cérébrales et Tumorales (ISTCT), créée début 2012 par le Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Commission Atomique Energy and Alternative Energies (CEA) et l'UNICAEN, et hébergé sur la plateforme d'imagerie GIP CYCERON à Caen, France. CERVOxy
Tous ces sujets sont développés dans différents axes pour étudier les processus tumorigènes ou tumoral, pour développer de nouvelles stratégies thérapeutiques. Par exemple, ils étudient comment utiliser l'hadronthérapie (protons et ions carbone) pour traiter les tumeurs cérébrales. De plus, les effets de ces thérapies sur les tissus cérébraux sains sont également évalués à l'aide de méthodes in vitro et in vivo, c'est pourquoi ils ont commencé à développer de nouveaux modèles basés sur la technologie de la bioimpression.
3DPrint.com s'est entretenu avec Nolwenn Pasquet, boursier postdoctoral de l'Université de Caen et l'un des chercheurs du CERVOxy qui s'est concentré sur l'étude des effets de la radiothérapie et de l'hadronthérapie sur les tissus sains du cerveau dans le contexte d'un glioblastome. Avec ses collègues, Pasquet utilise Cellink
“Malgré les améliorations récentes, le traitement du glioblastome reste difficile et la physiopathologie de ces tumeurs est si complexe que l’utilisation de modèles 2D in vitro ne résume pas la situation in vivo”, a déclaré Pasquet. «De plus, il y a un manque de modèles pertinents pour imiter les interactions entre les cellules, par exemple, il n’est pas possible pour les modèles 2D de refléter le microenvironnement tumoral tel que le gradient hypoxique et la présence de cellules cérébrales et inflammatoires environnantes. Dans ce contexte, les nouveaux modèles cérébraux 3D obtenus par bio-impression sont très intéressants pour les études sur le glioblastome. »
Pour cette étude, Pasquet et ses collègues chercheurs ont utilisé une lignée cellulaire de glioblastome murin pour développer un nouveau modèle de glioblastome bioprinted 3D. Ces cellules ont ensuite été intégrées dans des bio-liens spécifiques de Cellink pour imiter la matrice extracellulaire, puis suivies par la bio-impression des modèles, qui a été réalisée par la bioprinter INKREDIBLE, fournie à CERVOxy par l'équipe LARIA, qui fait partie de la Fran
Selon Pasquet, dans d'autres expériences, il sera possible d'observer la diaphonie entre les cellules de glioblastome et les cellules environnantes (astrocytes, cellules inflammatoires, etc.) en combinant ces cellules dans le même modèle 3D et en analysant la progression cellulaire, le caractère invasif et les interactions entre leur.
«En termes de résultats préliminaires, nous avons observé après bioprinting que les cellules de glioblastome ont une distribution homogène jusqu’à six jours, puis commencent à former des grappes cellulaires à la périphérie du modèle à 14 jours de culture cellulaire», a expliqué Pasquet. «Fait intéressant, ces modèles récapitulent l’une des caractéristiques les plus importantes des glioblastomes: l’hypoxie. En effet, 14 jours après la bio-gravure, nous avons observé un gradient hypoxique dans notre modèle avec des cellules hypoxiques au cœur du modèle non observées en périphérie ou à six jours. »
Pasquet a indiqué avoir également effectué une irradiation aux rayons X sur ces modèles. La radiothérapie aux rayons X en complément de la chirurgie et de la chimiothérapie fait partie du protocole standard pour le traitement des tumeurs cérébrales. Comme en radiographie médicale, il s'agit de délivrer des photons à différentes doses, sauf qu'il s'agit dans ce cas de détruire les cellules cancéreuses. A travers ces modèles 3D bi-imprimés, les chercheurs ont souhaité évaluer la réponse et la sensibilité des cellules à l'irradiation et grâce à des marqueurs spécifiques, ils ont pu évaluer la prolifération des cellules qui leur donne des indications sur l'évolution de la tumeur dans son environnement.
«Pour l’instant, nous partons de cette nouvelle méthodologie et il est nécessaire de bien caractériser le modèle et de connaître ses limites afin de tirer une conclusion sur les résultats obtenus. Par exemple, il est difficile d’exclure le fait que les cellules interagissent les unes avec les autres dans ce modèle et des expériences de microscopie en temps réel nous permettraient de le vérifier. Ceci est un point important et fait partie de la raison pour laquelle nous avons décidé de développer ce type de modèle afin de recréer le microenvironnement que ces cellules ont dans le tissu cérébral du patient. Ces résultats sont positifs et nous encouragent à poursuivre nos recherches dans cette direction. »
Le projet est piloté par le laboratoire, unité du Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Pasquet a suggéré que sans technologie de bioimpression, les informations obtenues n'auraient pas été les mêmes. Elle a expliqué ceci
L’expert a conclu qu’elle
L'équipe de recherche CERVOxy (Image: CERVOxy)
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