Un échantillon de cancer de l’ovaire composé de cellules cancéreuses, de cellules saines et de protéines de soutien. Crédit : équipe CANBUILD
La capacité de faire croître des cellules cancéreuses sur du plastique a transformé la recherche sur le cancer.
Et depuis que la technique a pris son envol il y a plus de 60 ans, les scientifiques se sont régulièrement tournés vers des plats et des flacons en plastique pour abriter leurs cellules cultivées en laboratoire.
L’histoire est tristement liée à celle d’Henrietta Lacks – qui, sans le savoir, est devenue la première personne à avoir des cellules de sa tumeur en vie dans le laboratoire.
Mais le savoir-faire technique pour cultiver des cellules de cette manière constitue le fondement d’une grande partie de notre compréhension de la biologie du cancer.
Au fur et à mesure qu’un cancer se développe, se développe et se propage, il a besoin de toute une série d’autres cellules dans le corps pour l’aider à le faire. – Professeur Fran Balkwill
Il y a cependant un hic : le corps humain n’est pas en plastique.
Et alors que les complexités du cancer continuent de se révéler, de nombreux chercheurs pensent qu’il est temps d’améliorer la façon dont ils cultivent les cellules en laboratoire.
Cela vient en partie d’une compréhension croissante que les tumeurs sont constituées de plus que de simples cellules cancéreuses.
« Au fur et à mesure qu’un cancer se développe, se développe et se propage, il a besoin de toute une série d’autres cellules dans le corps pour l’aider à le faire », explique le professeur Fran Balkwill, dont l’équipe financée par Cancer Research UK au Barts Cancer Institute à Londres étudie ce complexe. écosystème de cellules et de molécules.
Collectivement, les cellules cancéreuses et les cellules saines qui ont été « recrutées et corrompues » sont connues sous le nom de microenvironnement tumoral, explique Balkwill. Mais les substituts cellulaires que de nombreux chercheurs utilisent pour étudier les tumeurs en laboratoire ne parviennent pas à saisir cette complexité.
C’est donc ici qu’intervient l’ambitieux projet CANBUILD de l’équipe, financé par le Conseil européen de la recherche et Cancer Research UK.
Leur objectif est de fabriquer des tumeurs artificielles en laboratoire. Et ce faisant, ils espèrent avoir un moyen plus précis de tester de nouveaux traitements.
Déconstruire les tumeurs
Nous avons écrit pour la première fois sur le projet lors de son lancement il y a trois ans. Et l’équipe présentera ses progrès lors de l’exposition d’été de la Royal Society de cette année à Londres du 4 au 10 juillet.
La phase initiale de la recherche s’est concentrée sur la séparation des tumeurs et l’étude de chaque composant individuellement. Ceci, dit Balkwill, est crucial pour établir les règles sur la façon de construire des tumeurs en laboratoire.
« Nous avons besoin d’un manuel de référence », nous dit-elle. « Si vous démontez une montre, un avion ou une voiture, cela ne vous dit pas nécessairement comment le remonter, mais au moins cela vous donne toutes les pièces qui fonctionnent. » Pour les tumeurs, dit-elle, « nous ne le savions vraiment pas assez en détail ».
L’équipe a passé beaucoup de temps sur cette « phase de déconstruction » du projet.
« Nous avons appris beaucoup plus que nous ne le pensions », déclare Balkwill. « Cela nous donne un aperçu de la manière dont le microenvironnement tumoral est contrôlé chez les patientes, en particulier les femmes atteintes d’un cancer de l’ovaire. »
Fondamentalement, dit Balkwill, la déconstruction des tumeurs de cette manière leur a également donné le «plan directeur» dont ils ont besoin pour commencer à construire des tumeurs artificielles en laboratoire. Et la vidéo ci-dessous montre certains des progrès qu’ils font.
Et ensuite ?
Avec leur plan en main, l’équipe commence à mettre en place les pièces d’une tumeur artificielle. Et pour l’instant, ils se concentrent sur le cancer de l’ovaire.
« Il s’agit d’une maladie qui est souvent détectée assez tard lorsqu’elle se propage dans tout le corps », explique Balkwill.
Pour en savoir plus, l’équipe étudie un tissu adipeux qui est un foyer commun pour la propagation des cellules cancéreuses de l’ovaire.
C’est ce qu’on appelle l’omentum, et s’attache généralement à l’intestin. Mais l’équipe de Balkwill est en train de le reconstruire en laboratoire pour étudier la propagation des cancers de l’ovaire.
Jusqu’à présent, l’équipe a développé le tissu d’épiploon artificiel. Et cela se développe en 3D en laboratoire depuis plusieurs semaines, aux côtés de certains des autres types de cellules qui soutiennent le tissu.
« Maintenant, nous ajoutons les cellules cancéreuses, donc je pense que c’est très prometteur », déclare Balkwill.
Les cellules graisseuses qui se développent en laboratoire formeront la base de l’un des modèles de l’équipe. Crédit : équipe CANBUILD
Le modèle de rêve
Balkwill et son équipe ont des objectifs ambitieux pour le projet. Et ils pensent que leur approche peut également être adaptée à d’autres types de cancer.
Ils espèrent qu’à terme, leurs travaux offriront aux scientifiques un modèle plus précis de tumeurs en laboratoire. Ceci, dit Balkwill, sera essentiel pour tester les derniers traitements.
Je crois que ces modèles vont nous permettre de mieux comprendre comment une tumeur commence en premier lieu, comment un cancer commence. Nous ne connaissons vraiment pas ces toutes premières étapes
– Professeur Fran Balkwill
« Nous savons maintenant, grâce à des recherches menées dans le monde entier, qu’il existe des cellules immunitaires dans le corps d’un patient atteint de cancer qui sont capables de reconnaître et de détruire le cancer dans certains cas », dit-elle. « Mais la plupart du temps, ils sont handicapés, ils sont épuisés, ils sont réprimés.
« Donc, beaucoup de nouveaux traitements passionnants tentent de réveiller les cellules immunitaires. »
À l’avenir, Balkwill espère que les tumeurs artificielles de son équipe fourniront un endroit pour tester les dernières immunothérapies. Mais il reste encore du chemin à parcourir.
« Chaque mannequin est un mannequin », dit-elle. « Ils ont tous leurs limites, nous devons donc toujours faire attention à cela. » Et l’équipe de Balkwill est parmi tant d’autres à travers le monde essayant de développer ces nouveaux modèles.
Mais son équipe est convaincue que son approche peut compléter les travaux en cours avec des animaux et des modèles informatiques avancés du microenvironnement tumoral.
Être capable de reconstituer une tumeur à partir de nombreuses parties différentes pourrait également donner une vision plus claire de la façon dont les cancers commencent. C’est le rêve de Balkwill.
« Je crois que ces modèles vont nous permettre de comprendre beaucoup plus comment une tumeur commence en premier lieu, comment un cancer commence. Nous ne connaissons vraiment pas ces toutes premières étapes.
« Quelles sont les cellules absolument nécessaires ? Ce ne sont tout simplement pas les cellules cancéreuses elles-mêmes. Ils ont besoin d’autres cellules pour les aider à démarrer, puis à grandir et à se propager.
« Le modèle de rêve nous permettra de le faire. »
Et cela ne peut tout simplement pas être fait avec juste une couche de cellules cancéreuses cultivées sur du plastique.
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