Développement d’un modèle de culture tridimensionnelle à partir d’explants entériques pour l’étude de la cryptosporidiose

Development of a tridimensional culture of adult murin colon as in vitro model of cryptosporidiosis

• Auteur / Autrice : Martha Baydoun
• Direction : Vincent Senez, Gabriela Certad, Jérôme Follet, Sadia Benamrouz
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Micro-nanosystèmes et capteurs
• Date : Soutenance le 30/01/2018
• Etablissement(s) : Université de Lille (2018-2021)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur (Lille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Center for Infection and Immunity of Lille - Institut d'Electronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie

Mots clés

Mots clés contrôlés

Tissus (histologie) -- Cultures cellulaires

Microfluidique

Relations hôte-parasite

Infections

Cancer colorectal

Parasites

Tube digestif

Cryptosporidium

Mots clés libres

Culture tridimensionnelle

Explant

Three dimensional Cryptosporidium culture model

Résumé

Plus de 20 % des cancers sont dus à une infection virale, bactérienne ou parasitaire. En effet, le parasite Cryptosporidium parvum (C. parvum) qui est capable d’induire, chez des souris immunodéprimées, le développement d'adénocarcinomes invasifs au niveau gastro-intestinal. Cependant, la compréhension de la pathogénicité de Cryptosporidium a été limitée par l'absence d'un système de culture en continu et à long terme. Il est donc indispensable d’améliorer les systèmes de culture in vitro en mimant le plus possible les conditions de l’in vivo. J’ai participé tout d’abord à la réalisation d’une étude épidémiologique sur des patients Libanais atteints ou non de néoplasies/adénocarcinomes digestifs. Le taux d’infection à Cryptosporidium était significativement plus élevé chez les patients atteints de cancers coliques comparativement aux autres groupes de patients. Offrant ainsi de nouveaux arguments en faveur d’un lien entre l’infection à Cryptosporidium et la pathologie cancéreuse chez l’homme. Ensuite, j’ai développé un modèle de culture tridimensionnelle (3D) à partir d’un côlon murin adulte. Ce système a permis le maintien de l’infection pendant 35 jours et il a mis en évidence le développement in vitro de lésions néoplasiques 27 jours post infection. Il s’agit, de la première description d'une induction de néoplasies intraépithéliales de bas grade dans un système de culture 3D, par un parasite. Afin d’automatiser ce système, j’y ai associé un dispositif de microfluidique. Ce dernier a permis le maintien de la culture pendant 8 jours. Il s’agit de la première description d'une culture tissulaire d’intestin sur un dispositif microfluidique viable pour 8 jours.

Almost 20% of cancers are due to a viral, bacterial or parasitic infection. For instance, Cryptosporidium parvum (C. parvum) was found to induce the development of an invasive digestive adenocarcinomas in an experimental model of SCID mice.However, the understanding of the pathogenesis of Cryptosporidium has been limited by the lack of a long-term culture system. It is therefore essential to improve the in vitro culture systems by trying to mimic the in vivo conditions. Firstly, the association between Cryptosporidium infection and cancer development was investigated through an epidemiological study among cohorts of Lebanese patients with or without recent diagnosis of digestive cancer before any treatment. A high rate of Cryptosporidium was detected in biopsies from Lebanese patients with digestive neoplasia/adenocarcinoma. These results showed that Cryptosporidium is associated with human colon cancer being maybe a potential etiological agent of this disease. In the second part, a three dimensional (3D) Cryptosporidium culture model was developed from adult murine colon. This system allowed the reproduction of neoplasic lesions at 27 days post-infection, providing new evidence of the role of the parasite in the induction of carcinogenesis. This is the first description of a low-grade intraepithelial neoplasia induction after parasite infection in a 3D culture. Finally, in order to automatize the culture, a microfluidics device for explant culture was designed. An explant culture was maintained for almost 8 days using this microfluidic device. To our knowledge, this is the first description of a gut tissue culture on a microfluidic device that was viable for 8 days.