Des mini-tumeurs de laboratoire simulent des réponses immunitaires
Normalement, le système immunitaire reconnaît et élimine les cellules anormales. Cependant, les cellules cancéreuses peuvent développer des stratégies pour échapper à ce contrôle : elles bloquent les mécanismes de défense ou envoient des signaux inhibiteurs. De cette manière, les tumeurs peuvent se développer de manière incontrôlée. Dans le cadre d'une étude collaborative, des équipes de recherche d'Allemagne, du Royaume-Uni et de Hongrie ont relevé ce défi en créant des modèles de tumeurs artificielles dans lesquels des cellules synthétiques imitent les réponses immunitaires. L'étude vient d'être publiée dans la revue Nature Communications.
Des cellules cancéreuses (rouges et bleues) se lient étroitement à une cellule immunitaire synthétique (verte), formant ainsi une culture cellulaire hybride.
Nils Piernitzki
Les chercheurs ont conçu des cellules synthétiques qui se combinent à de vraies cellules cancéreuses pour former des mini-tumeurs tridimensionnelles, appelées tumoroïdes. Cette combinaison de matériel vivant et synthétique repose sur la capacité naturelle des cellules à s'auto-organiser. Les structures résultantes dépendent de facteurs tels que la force d'adhésion des cellules et la "souplesse" de leur surface. Il s'est avéré que les cellules synthétiques fonctionnent particulièrement bien lorsqu'elles sont recouvertes d'une fine couche de graisse, qui ressemble à la membrane des cellules naturelles. Cela permet de créer des environnements tumoraux-immunitaires artificiels et de simuler les signaux typiques que les cellules immunitaires produisent normalement. Grâce à cette approche, l'équipe peut étudier comment les tumeurs échappent au système immunitaire, sans avoir besoin de véritables cellules immunitaires.
"Avec notre modèle, nous pouvons suivre la manière dont les tumeurs trompent et bloquent le système immunitaire", explique le Dr Oskar Staufer de l'INM - Leibniz Institute for New Materials à Sarrebruck. "Dans le cas du cancer du pancréas, un type de cancer particulièrement agressif, nous avons pu découvrir un nouveau mécanisme par lequel le cancer désactive sélectivement les cellules immunitaires". L'étude montre également que les propriétés de surface et d'autres caractéristiques physiques des cellules synthétiques sont cruciales pour la formation correcte de modèles de tumeurs. Cette découverte ouvre la voie à la conception intentionnelle d'environnements tumoraux artificiels à l'avenir. Pour l'avenir, Nils Piernitzki, premier auteur de l'étude, déclare : "Jusqu'à présent, nous nous sommes concentrés sur un dispositif expérimental simple pour évaluer le potentiel du modèle. Ensuite, nous visons à reproduire l'environnement tumoral dans le corps humain de la manière la plus réaliste possible."
À long terme, cette méthode pourrait non seulement faire progresser la recherche sur le cancer, mais aussi créer de nouvelles approches pour combiner des composants "vivants" et "non vivants" dans des matériaux médicaux innovants.
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