L'appareil permet aux chercheurs d'imiter l'environnement à l'intérieur du corps pour rechercher de meilleurs médicaments de dépistage du cancer. Crédit :Université de Kyoto/Laboratoire de Yokokawa
Des chercheurs de l'Université de Kyoto ont mis au point un nouveau dispositif « tumeur sur puce » qui peut mieux imiter l'environnement à l'intérieur du corps, ouvrant la voie à un meilleur dépistage des médicaments potentiels contre le cancer.
Le chemin vers la découverte de médicaments n'est jamais facile. Les scientifiques et les cliniciens peuvent passer en revue des dizaines de milliers de composés potentiels pendant des années pour trouver une poignée de candidats viables, seulement pour eux d'échouer au niveau clinique.
« Les composés potentiels sont testés à l'aide de modèles animaux et de cellules cultivées dans une boîte. Cependant, ces résultats ne sont souvent pas transférés à la biologie humaine, " explique le premier auteur Yuji Nashimoto anciennement de la Graduate School of Engineering, et maintenant à l'Université du Tohoku. "En outre, les cellules sur un plat n'ont pas la structure tridimensionnelle et les vaisseaux sanguins, ou vasculaire, qui le maintiennent en vie. Donc, nous avons élaboré un plan pour construire un appareil qui résout ces problèmes. »
Le dispositif, rapporté dans le journal Biomatériaux , est la taille d'une pièce avec un puits de 1 mm au centre. Ce puits est flanqué d'une série de « microposts » de 100 µm. L'idée est qu'une culture tridimensionnelle de cellules tumorales est placée dans le puits du milieu, puis les cellules qui construisent les vaisseaux sanguins sont placées le long des micropostes. En quelques jours, les vaisseaux se développent et s'attachent à la culture.
La puce à côté d'une pièce standard de 100 yens japonais. Crédit :Université de Kyoto/Laboratoire de Yokokawa
"Cette" vascularisation perfusable "nous permet d'administrer des nutriments et des médicaments dans le système pour imiter l'environnement dans le corps, " poursuit Nashimoto. " Cela nous permet d'avoir une image plus claire de l'efficacité des composés de traitement du cancer. "
Cette perfusion a permis de maintenir de manière significative les cellules tumorales en bonne santé en maintenant la prolifération cellulaire et la mort cellulaire vers le bas. Un dosage médicamenteux a ensuite été réalisé avec l'équipe administrant un médicament anti-tumoral à faibles doses. De façon intéressante, le médicament était plus efficace dans des conditions statiques que lorsque les nutriments traversaient les cellules tumorales.
En revanche, les effets du médicament sont devenus plus puissants lorsque le débit a été activé et que la dose a été augmentée. Ryûji Yokokawa, qui dirige l'équipe, explique que les résultats inattendus prouvent que nous devons tenir compte de l'équilibre entre la prolifération des cellules tumorales et l'efficacité du médicament dans des conditions d'écoulement.
"Nous émettons l'hypothèse qu'à faibles doses, le bénéfice du flux de nutriments l'emporte sur l'effet du médicament anti-tumoral. Cela prouve l'importance du flux sanguin dans le système vasculaire lors du dépistage des médicaments."
Il conclut, "En raison de sa taille et de son utilité, nous espérons que le nouveau dispositif pourra accélérer les tests sur le nombre incalculable de nouveaux médicaments potentiels. Alors que de nombreuses questions demeurent, nous sommes heureux d'avoir développé cet appareil et d'avoir montré que la culture cellulaire perfusée en trois dimensions est vitale pour la prochaine étape de la découverte de médicaments."
