Un doctorat de l'Université de Loughborough. L'étudiante a fourni de nouvelles informations sur la façon dont les cellules cancéreuses du sein interagissent avec les cellules de notre corps en utilisant un nouveau modèle 3D.

Biochimiste Mj Brown, de l'Ecole des Sports, Sciences de l'exercice et de la santé, a étudié comment les cellules souches mésenchymateuses humaines (hMSCs) et les cellules cancéreuses du sein interagissent et affectent le pouvoir invasif de l'autre, un concept qui avait auparavant laissé les scientifiques perplexes.

Les hMSC se trouvent dans la moelle osseuse et sont importantes pour régénérer et réparer les zones endommagées du corps, car elles peuvent se différencier en divers types de cellules, y compris ceux qui fabriquent les os, cartilage, muscle et graisse.

Les chercheurs sur le cancer se sont concentrés sur les hMSC, car ils se déplacent naturellement vers les tumeurs lorsqu'elles apparaissent dans le corps et interagissent avec les cellules cancéreuses.

Ils sont particulièrement désireux de comprendre si les hMSCs peuvent interagir avec les cellules pour prévenir le « cancer du sein secondaire », car ce type de cancer est incurable.

Le cancer du sein secondaire survient lorsque les cellules cancéreuses d'une tumeur primitive du sein se propagent aux tissus voisins tels que les poumons, les os et le foie via le sang ou le système lymphatique, un processus connu sous le nom de « métastase ».

Bien que les hMSC soient naturellement attirés par ces cellules cancéreuses « invasives », la façon dont les cellules interagissent et s'affectent n'est pas claire et les projets de recherche antérieurs sont divisés dans leurs résultats, certains trouvant que les hMSC favorisent les métastases et d'autres concluent qu'ils la réduisent.

L'étude de Mj s'est concentrée sur le MDA-MB-231, un type de lignée cellulaire du cancer du sein connue pour être extrêmement invasive.

Ses recherches ont révélé que les hMSC réduisaient considérablement le caractère invasif des cellules cancéreuses du sein MDA-MB-231.

Et ce qui rend sa recherche spéciale et différente des études précédentes, est le fait qu'elle a utilisé un modèle 3-D.

La plupart des scientifiques examinent la façon dont les cancers interagissent avec les cellules soit en faisant croître des tumeurs chez la souris, soit en utilisant des cultures monocouches 2-D - des cellules qui sont cultivées dans une boîte, à plat et côte à côte, dans des conditions contrôlées.

La croissance des cancers dans le corps (in vivo) des souris n'est pas représentative de ce qui se passe chez les humains en raison des différences dans le microenvironnement, et les modèles 2D ont aussi leurs limites car les tumeurs ne sont pas plates, ce sont des cellules 3D et tactiles qui les entourent, pas seulement ceux sur les côtés.

En tant que doctorat de Mj. superviseur Dr Mhairi Morris, qui est également co-auteur de l'étude, le décrit, modéliser des tumeurs en 2D, c'est comme "jouer au football allongé sur le sol côte à côte, c'est possible, mais des ordures."

Le Dr Morris dirige à Loughborough le développement de modèles de cancer en 3D, des modèles cellulaires créés en laboratoire (in vitro).

la modélisation du cancer en 3D permet aux chercheurs de voir comment les cellules cancéreuses interagissent avec toutes les surfaces cellulaires avec lesquelles elles entrent en contact, donnant une image plus précise de ce qui se passe à l'intérieur du corps humain.

Sous la direction du Dr Morris et du Dr Liz Akam de Loughborough, un expert en hMSCs, Mj a développé un modèle 3D qui lui a permis d'explorer la relation entre les hMSCs et les cellules cancéreuses du sein MDA-MB-231.

Elle a créé des tumeurs sphériques 3-D en mélangeant (« co-culture ») des cellules hMSC avec les cellules cancéreuses et en les suspendant du couvercle d'une boîte de culture tissulaire.

Une fois les « sphéroïdes » formés, elle les a intégrés dans la matrice semblable à de la gelée qui imite l'environnement dans lequel les cellules cancéreuses du sein se trouveraient à l'intérieur du corps.

Mj a observé les changements du caractère invasif sur une période de cinq jours en mesurant la longueur des projections que les cellules ont émises dans la matrice - une mesure connue de l'invasion cellulaire - et a découvert que les cellules cancéreuses devenaient moins invasives lorsqu'elles étaient mélangées aux hMSC.

Ses résultats fournissent de nouvelles preuves sur la façon dont les cellules cancéreuses et les cellules souches interagissent dans le corps et mettent en évidence l'efficacité des modèles 3D.

La recherche de Mj est également importante pour les scientifiques travaillant dans le domaine car, en déterminant les conditions optimales de co-culture pour créer les sphéroïdes, elle a trouvé la source du sérum - un supplément ajouté au milieu de culture cellulaire, qui contient un mélange de protéines nécessaires, hormones et autres facteurs de croissance qui favorisent la croissance cellulaire - ont eu un effet significatif sur la croissance des cellules étudiées.

Mj a publié ses découvertes dans la revue Bioengineering dans un article intitulé "Determining Conditions for Successful Culture of Multi-Cellular 3-D Tumor Spheroids to Investigate the Effect of Mesenchymal Stem Cells on Breast Cancer Cell Invasiveness".

Elle a déclaré à propos de l'étude :« Continuer à étudier l'interaction entre les hMSC et les cellules cancéreuses dans les systèmes 3D est désormais essentiel pour mieux comprendre cette relation et l'impact du microenvironnement tumoral sur les métastases.

"L'utilisation de modèles 3D tels que celui utilisé dans cette étude offre la possibilité d'étudier les relations in vitro et de mener de nouvelles recherches sur la modulation biochimique induite par les cellules souches mésenchymateuses des métastases des cellules cancéreuses du sein.

"J'espère que mes recherches nous permettront de mieux comprendre la relation entre les hMSC et les cellules cancéreuses du sein afin de développer de nouvelles méthodes thérapeutiques pour prévenir les métastases du cancer du sein."

Mj s'appuie déjà sur ses recherches et étudie maintenant le rôle de l'exercice sur la relation entre les hMSC et les cellules cancéreuses du sein et si l'activité physique pourrait réduire encore plus le caractère invasif.

Le Dr Morris a commenté :« Nous sommes très fiers du travail acharné de Mj et nous sommes ravis de voir son article publié dans une revue aussi prestigieuse.

« L'avenir de la modélisation in vitro est en trois dimensions – ou plus !