Une nouvelle technologie qui simule les tumeurs s'est avérée aussi performante que les animaux de recherche pour tester les médicaments de chimiothérapie, représentant un outil potentiel pour le dépistage des médicaments avant de traiter un patient.

Un objectif à long terme est d'incorporer des cellules cancéreuses biopsiées de patients et de tester l'efficacité de différents médicaments sur les cellules dérivées de patients, dit Bumsoo Han, un professeur de l'Université Purdue en génie mécanique et biomédical.

« Il existe de nombreux types de médicaments de chimiothérapie, afin que les cliniciens puissent être en mesure de déterminer lesquels sont susceptibles d'être plus efficaces que d'autres, " Il a dit. " L'administration réussie de médicaments et la lutte contre la résistance aux médicaments sont les principaux défis cliniques pour la gestion et le traitement du cancer. Pour résoudre ce problème, nous avons développé le microenvironnement tumoral sur puce (T-MOC)."

L'appareil mesure environ 4,5 centimètres (1,8 pouces) de côté et contient des canaux "microfluidiques" où les cellules cancéreuses sont cultivées dans une "matrice extracellulaire" tridimensionnelle, " un matériau semblable à un échafaudage trouvé entre les cellules dans les tissus vivants. Les expériences incorporent également " un fluide interstitiel, " qui se trouve à l'intérieur des tumeurs et est considéré comme un obstacle à l'administration de médicaments.

Un tel outil pourrait être utilisé pour la « médecine de précision, " dans lequel le traitement médicamenteux est adapté à chaque patient et à certains types de cancer. La résistance aux médicaments et divers sous-types de tumeurs représentent des goulots d'étranglement critiques pour une chimiothérapie efficace. Les cellules cancéreuses produisent des protéines multirésistantes qui pompent les médicaments anticancéreux hors des cellules, les aidant à survivre au traitement de chimiothérapie.

La recherche vise à développer une plateforme de criblage de médicaments pour imiter ces mécanismes de résistance multiple aux médicaments, ainsi que pour valider les résultats par rapport à l'étalon-or actuel, recherche avec de petits animaux, dit Han.

De nouveaux résultats de recherche ont été détaillés dans un article qui sera publié en novembre dans le Journal de la libération contrôlée . L'auteur principal de l'article est Altug Ozcelikkale, associé de recherche postdoctoral de Purdue.

Les chercheurs ont utilisé la doxorubicine, un médicament de chimiothérapie courant, et ont également testé la différence entre la doxorubicine sous forme conventionnelle et une formulation à base de nanoparticules.

L'article a été co-écrit par des chercheurs affiliés à la Purdue's School of Mechanical Engineering, Département de pathobiologie comparée, Centre de recherche sur le cancer, Weldon School of Biomedical Engineering et Birck Nanotechnology Center; Département de pharmacologie et de toxicologie de l'Université de l'Indiana; et l'Institut de recherche biomédicale de l'Institut coréen des sciences et de la technologie. Une liste des co-auteurs est incluse dans le résumé.

Les chercheurs ont précédemment démontré que le dispositif T-MOC était capable de distinguer différents types de cellules cancéreuses. Dans les nouvelles découvertes, l'équipe a montré que le T-MOC a effectué aussi bien que des souris de recherche en testant l'efficacité des médicaments anticancéreux sur deux types de cellules cancéreuses du sein, appelé MCF-7 et MDA-MB-231. De plus, le mécanisme moléculaire de la résistance à la doxorubicine était cohérent avec celui des souris, dit Han.

Les résultats ont également montré que le T-MOC est capable de simuler « la clairance du plasma, " une réponse corporelle dans laquelle les médicaments anticancéreux sont filtrés par le foie et les reins, permettant seulement à une petite quantité d'atteindre la tumeur.

Les deux lignées cellulaires cultivées sur le T-MOC ont montré une résistance accrue aux médicaments par rapport aux cellules cultivées sur une culture en boîte de Pétri plate standard, correspondant aux résultats avec des souris et suggérant un résultat plus réaliste.

"Cela confirme la capacité prédictive de T-MOC pour la réponse médicamenteuse in vivo, " Han a déclaré. "Cette caractérisation initiale de T-MOC indique son potentiel de transformation pour tester l'efficacité des médicaments."

Les travaux futurs élargiront la recherche à différents types de cancer, notamment les cancers du pancréas et de la prostate.