Un mini côlon artificiel avec une tumeur qui se développe à droite.
LF Lorenzo-Martín (EPFL)
Des scientifiques de l’EPFL ont réalisé une avancée révolutionnaire dans la recherche sur le cancer en créant des côlons miniatures cultivés en laboratoire, capables d’imiter fidèlement le développement de tumeurs colorectales. Cette approche offre de nouvelles perspectives pour étudier la maladie et tester des traitements.
Dans la lutte contre le cancer, il est crucial de développer des modèles plus sophistiqués et plus réalistes pour étudier la formation des tumeurs. En effet, les modèles animaux ne permettent pas un suivi en temps réel et les méthodes traditionnelles de culture cellulaire ne reproduisent pas les interactions complexes des facteurs impliqués dans le développement des tumeurs.
Des modèles encore plus récents et plus avancés pour étudier le cancer, tels que les organoïdes (de minuscules versions d’organes cultivées en laboratoire) ne reproduisent pas fidèlement les comportements cellulaires ou l’architecture tissulaire observés dans les tumeurs réelles. Cette lacune empêche de comprendre les processus complexes à l’origine de la formation et de la progression des tumeurs ainsi que leurs réponses aux traitements. Des modèles plus sophistiqués sont donc nécessaires pour reproduire avec précision la complexité des cancers.
Produire des tumeurs à volonté
En combinant des techniques de microfabrication et d’ingénierie tissulaire, les scientifiques ont développé un nouveau modèle miniature de tissu du côlon capable de simuler fidèlement le processus complexe de formation de tumeurs en dehors du corps. Cette avancée scientifique majeure permet d’obtenir des tumeurs très similaires à celles trouvées in vivo.
Publiée récemment dans la revue «Nature», cette avancée a été réalisée par Luis Francisco Lorenzo Martín, Tania Hübscher et d’autres membres de l’équipe de Matthias Lütolf à l’EPFL. Elle a également impliqué la participation de l’équipe de Freddy Radtke (EPFL) et de collègues de l’Institut de biologie humaine de Roche.
Les côlons miniatures sont complexes : ils reproduisent non seulement la structure physique du tissu du côlon (une lumière en forme de tube avec des cryptes caractéristiques), mais également la diversité cellulaire observée. in vivo dans un état sain et dans un état pathologique.
Une autre caractéristique importante des côlons miniatures est qu’ils peuvent être incités à développer des tumeurs « à volonté » et dans des zones ciblées : un énorme avantage pour la recherche sur le cancer. Les chercheurs ont pu activer des oncogènes inductibles grâce à « l’optogénétique », une technique de pointe qui utilise la lumière pour contrôler des processus biologiques tels que l’expression des gènes.
Un niveau de détail sans précédent
En intégrant un système sensible à la lumière bleue dans les côlons miniatures, les chercheurs leur ont fait subir des mutations oncogènes contrôlées, ce qui permet de suivre l’évolution de la tumeur avec un niveau de détail sans précédent. Cette approche a permis aux scientifiques de provoquer des changements ciblés dans des populations cellulaires spécifiques à l’intérieur des côlons miniatures, reproduisant ainsi l’apparition localisée du cancer colorectal dans le corps.
La capacité de déclencher ces changements génétiques à l’aide de la lumière dans les tissus miniatures du côlon permet non seulement une activation plus précise et contrôlée des oncogènes, mais constitue également un outil efficace pour étudier les processus dynamiques de développement tumoral et la réponse cellulaire à ces mutations en temps réel. Cette utilisation innovante de l’optogénétique ouvre de nouvelles voies pour disséquer les mécanismes moléculaires et cellulaires du cancer.
Tester des thérapies potentielles
En manipulant les conditions génétiques et environnementales, les chercheurs ont également pu reproduire et observer divers comportements tumoraux dans les côlons miniatures. Ils ont même pu identifier des facteurs clés influençant la progression du cancer, par exemple l’association de la protéine GPX2 avec les caractéristiques des cellules souches et la croissance tumorale.
Cette recherche révolutionnaire fournit un nouvel outil pour explorer les mécanismes à l’origine du cancer colorectal et tester des thérapies potentielles, en particulier lorsqu’elles sont appliquées à des tissus provenant de patients humains. La capacité des côlons miniatures à imiter le développement d’une tumeur pourrait réduire notre utilisation de modèles animaux, ce qui pourrait potentiellement accélérer la découverte et le développement de nouveaux traitements.
(Comm/MP)
