Journal d'oncologie clinique et expérimentale

Culture cellulaire tridimensionnelle biomimétique : ingénierie microtissulaire du cancer colorectal

Yusra L Kassim, Elias AL Tawil, Didier Lecerf, Jérôme Couteau, Thomas Simon, Catherine Buquet, Jean Pierre Vannier et Elise Demange

Contexte : Les cultures sphéroïdes sont connues pour imiter de près les propriétés du tissu tumoral par rapport aux cultures monocouches en ce qui concerne la cinétique de croissance et les taux métaboliques. L'objectif de cet article est de confirmer que les microtissus tumoraux dans un microenvironnement biocompatible 3D conservent le comportement naturel des cellules par rapport à la culture monocouche 2D.

Méthode : Afin de valider notre système de culture 3D, nous avons comparé la culture 3D au sein d’un hydrogel réticulé d’acide hyaluronique, l’un des composants majeurs de la matrice extracellulaire et le système de culture 2D conventionnel.

Résultats : Il est intéressant de noter que dans notre système de culture, les cellules peuvent être analysées soit après leur récupération de l'échafaudage, soit même sans être extraites sous forme 3D, ce qui fait de l'hydrogel HA un outil idéal pour les applications biologiques. Nous avons observé la différence dans le cycle cellulaire, la prolifération cellulaire et le comportement dans les deux systèmes de culture. De plus, des tests de médicaments ont été effectués en utilisant un agent chimiothérapeutique (cis-platine) qui est déjà utilisé en clinique pour prouver sans équivoque la signification prédictive clinique de la stratégie de test par rapport à des systèmes d'essai moins complexes et à des modèles in vivo plus complexes. Nous avons observé la présence d'une hétérogénéité du cycle cellulaire très similaire à la situation des tumeurs humaines in vivo. De plus, nous avons confirmé que la résistance aux réactifs chimiothérapeutiques dans ce système de culture 3D est beaucoup plus élevée que celle utilisée dans les cultures 2D, car l'assemblage serré des cellules dans les systèmes de culture 3D les rend plus résistantes, ce qui nécessite des doses chimiothérapeutiques qui récapitulent la sensibilité aux médicaments des cellules tumorales in vivo. De plus, nous avons observé la différence d’expression des protéines apoptotiques entre les cultures cellulaires 2D et 3D.