Vous êtes ici : Accueil > Le laboratoire > Échafaudage 3D pour l'étude de la cancérogenèse

Fait marquant

Échafaudage 3D pour l'étude de la cancérogenèse


Jusqu'à maintenant les études cellulaires étaient réalisées en culture classique et le rôle joué par le microenvironnement de la cellule sur la formation d'un cancer n'était pas pris en compte à sa réelle valeur. Le projet Broccoli développé par des chercheurs de notre laboratoire [collaboration] a pour objectif de caractériser une nouvelle matrice pour la culture cellulaire en 3D. Dans un tel environnement, des cellules peuvent s'organiser et reconstituer un "organe" fonctionnel (3D) sur lequel de nombreux facteurs externes du microenvironnement seront testés grâce à la maîtrise des microtechnologies.​

Publié le 20 janvier 2010

L’observation selon laquelle le microenvironnement de la cellule (facteurs chimiques, flux ioniques, O2 dissous, interactions cellules-cellules, cellules-matrice extracellulaire etc.) peut être à l’origine d’un cancer remonte aux années 80. Malgré ces travaux, les recherches se sont généralement orientées vers les déterminants génétiques du cancer, laissant un peu « sous silence » le rôle primordial du microenvironnement dans la cancérogenèse.

Les microtechnologies représentent un atout formidable dans la compréhension de l’impact du microenvironnement cellulaire sur les équilibres de prolifération/différenciation et sur les phénomènes de réversion tumorale. En effet, ces nouvelles technologies rendent possible la détection, l'analyse et le suivi dans le temps d'un certain nombre de ces paramètres extrinsèques, à l’échelle de quelques cellules voire sur cellule unique. Ces nouveaux outils seront utilisés pour répondre à des questions que la culture cellulaire classique ne permet pas d’aborder mais également de repenser la cancérogenèse sous l’angle de ces « facteurs exogènes ».

Une des thématiques du laboratoire concerne la culture cellulaire 3D afin d’aborder l’étude d’un tissu et l’impact du micro-environnement et des facteurs exogènes sur une tumeur. Notre laboratoire, en collaboration avec TIMC-UJF développe le projet BROCOLI dont l'objectif est de caractériser un nouveau système d’échafaudage 3D pour la culture cellulaire 3D de cellules de prostate (Figure 1). Ce travail sera également mené en collaboration avec le laboratoire LCIV du Leti-DTBS et bénéficiera de son expertise en microfluidique.

Figure 1 : Un nouvel environnement pour la culture cellulaire 3D ?



1A - Images confocales de microtubes PSS/PAH présentant des cellules 3T3-L1 poussant à la surface externe de la parois du microtube (UJF / TIMC-Pr. Don Martin)



1B - Images confocales de microtubes PSS/PAH. Montre des sections du tube dont le diamètre interne est d'environ 60 µm (UJF/TIMC-Pr. Don Martin)


Ces chercheurs se proposent de développer un système de culture 3D autour d’un espace luminal (microtubes) mimant la structure et la fonction in vivo du lumen d’une glande exocrine (Figure 2).


Figure 2. De la culture 2D à la culture 3D tubulaire couplée à un système microfluidique.


2A - De la culture de cellules épithéliales en 2D à la culture d’acini en 3D sur microsphères et microtubes.
• Notre stratégie est basée sur des analyses cellulaires de croissance, prolifération, différenciation de cellules normales et cancéreuses, à l’aide de marqueurs spécifiques, sur films 2D et sur microstructures 3D (microsphères et microtubes). L'objectif est de démontrer qu’il est possible de recréer un microenvironnement fonctionnel pour ces cellules, hébergeant les signaux biochimiques et structuraux nécessaires à la polarité des acini et à l’organisation des cellules épithéliales.



Différentiation structurale et fonctionnelle sur tubes 3D couplées à une carte microfluidique (en bleu).
2B - De la culture 3D en microtubes au développement d’un « lab-on-chip »
• En couplant cette architecture tubulaire 3D avec un système de microfluidique (de type « lab-on-chip »), ces chercheurs ont pour but de réaliser une analyse quantitative de l’activité sécrétrice des cellules prostatiques.


Ce système a pour objectif d’étudier l’influence de certains paramètres du microenvironnement sur les mécanismes de formation du lumen des acini de prostate et apportera des données significatives sur la compréhension des mécanismes de la morphogenèse lors du développement normal et cancéreux de l’organe.

Les retombées de ce projet pourraient avoir des applications en terme de diagnostique du cancer de la prostate et de nouvel outil de culture cellulaire pour l’ingénierie tissulaire de glande exocrine. Les résultats attendus seront applicables à tout modèle de glande exocrine. Enfin, les connaissances acquises sur les paramètres influant du microenvironnement devraient à terme permettre de prévenir voire réverser un phénotype cancéreux.

Haut de page