Ingénierie tumorale au sein d'un hydrogel d'acide hyaluronique : un modèle d'étude des propriétés des cellules malignes

• Auteur / Autrice : Yusra Kassim
• Direction : Jean-Pierre Vannier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie
• Date : Soutenance en 2013
• Etablissement(s) : Rouen

Mots clés

Mots clés contrôlés

Hydrocolloïdes

Cytologie

Cellules cancéreuses

Biomatériaux

Hyaluronique, Acide

Résumé

Jusqu’à présent, les approches de l’ingénierie tissulaire ont été centrées sur des méthodes qui récapitulent la structure ainsi que la composition biochimique et/ou biophysique du microenvironnement. En assemblant les stratégies de l’ingénierie tissulaire aux études de la biologie de cancer, nous avons construit des modèles de culture tridimensionnelle (3D) qui reflètent les conditions physiopathologiques. Un hydrogel réticulé d’acide hyaluronique (AH), un composant essentiel de la matrice extracellulaire (MEC) et déjà présent au laboratoire, a été ici utilisé comme matrice de culture 3D. Dans l’ordre de valider notre matrice en tant que support 3D, nous avons comparé la culture conventionnelle (2D) des cellules tumorales à celle en 3D au sein de l’hydrogel d’AH. Cette étude a permis de confirmer que les cellules se regroupent formant des sphéroïdes au sein de l’hydrogel. De plus, nous avons montré la présence d’une hétérogénéité au niveau du cycle cellulaire dans les sphéroïdes. Cette hétérogénéité ressemble à celle trouvée dans les micro-tissus tumoraux observées in vivo. Les cellules cultivées dans notre système 3D ont été trouvées plus résistantes aux agents chimiothérapiques en comparaison avec celles cultivées en 2D. Ce comportement peut être expliqué par le fait que les cellules en 3D se regroupent en une configuration sphérique plus serrée rendant la diffusion des molécules plus restreinte jusqu’au coeur des sphéroïdes. Ces travaux nous ont permis de montrer une différence entre les profils des protéines apoptotiques dans chacun de ces systèmes de culture. L’étude des phénomènes biologiques du cancer est mieux approuvée dans les systèmes de culture 3D. Comme l’ingénierie tumorale peut être définie comme étant une culture hétérotypique dans un système 3D qui reflète une communication bidirectionnelle entre les différents types cellulaires dans une configuration spatiale donnée, nous avons mis au point un système de co-culture entre les cellules de cancer du sein et les cellules endothéliales au sein de notre système. Nous avons observé que les cellules endothéliales s’organisent en sphéroïdes au sein de l’hydrogel qui seront par la suite entourés par les cellules cancéreuses. De plus, nous avons observé que le taux de VEGF, MMP-2 et MMP-9 ont une tendance à diminuer durant les 6 premiers jours de culture, puis ré-augmentent à partir J12. Ceci expliquerait le fait que la structure de l’hydrogel peut évoquer un changement de la polarité des cellules tumorales conduisant à leur quiescence pendant les 12 jours puis elles reprennent leur activité à partir de J12.