Une plateforme « Lab-on-a-Chip » montre comment les cellules immunitaires attaquent les cellules cancéreuses
CellTrap fonctionne sur des microscopes de laboratoire classiques et permet de visualiser les contacts entre cellules individuelles
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Les immunothérapies constituent une approche prometteuse dans la lutte contre le cancer. Des chercheurs de l’Université technique de Munich (TUM) ont mis au point un système de « laboratoire sur puce » appelé CellTrap. Celui-ci permet d’observer les interactions entre les cellules immunitaires et les cellules cancéreuses au niveau de la cellule unique. Cette méthode vise à mieux comprendre les processus fondamentaux de l’immunologie du cancer et à répondre à des questions essentielles.
Les tests de laboratoire classiques mesurent principalement des valeurs moyennes sur un grand nombre de cellules et indiquent, par exemple, combien de cellules cancéreuses survivent après un contact avec des cellules immunitaires. Ce qui se passe en détail — comment chaque cellule réagit et interagit avec les autres — reste méconnu. Or, pour mieux comprendre l’efficacité des immunothérapies, le moment précis d’une interaction intercellulaire est souvent crucial : quand ont lieu le contact, l’activation et, finalement, la destruction de la cellule cancéreuse.
Fonctionnement de CellTrap
CellTrap se compose d’une puce microfluidique dotée d’un large canal principal qui se ramifie en continu. Aux extrémités de ces ramifications se trouvent 1 024 petites chambres de piégeage dans lesquelles les cellules sont aspirées. Au sein de ces chambres, des cellules immunitaires et des cellules cancéreuses individuelles sont mises en contact de manière sélective, immobilisées dans l’espace, et leurs interactions sont observées pendant plusieurs heures — jusqu’à 14 heures — à l’aide d’un microscope à intervalles réguliers. Cela permet de créer une grande variété de situations : des cellules cancéreuses seules, des cellules immunitaires seules, ou différents rapports entre cellules immunitaires et cellules cancéreuses.
« Avec CellTrap, nous pouvons non seulement déterminer si les cellules immunitaires tuent les cellules cancéreuses, mais aussi suivre quand et dans quelles conditions cela se produit. C’est important, car les réponses immunitaires peuvent varier considérablement d’une cellule à l’autre », explique Ghulam Destgeer, professeur en contrôle et manipulation d’objets vivants à l’échelle microscopique à la TUM School of Computation, Information and Technology. « Et nous avons délibérément conçu une plateforme simple et abordable : elle fonctionne sur un microscope à fluorescence standard, du type de ceux dont disposent déjà la plupart des laboratoires, sans nécessiter d’équipement spécialisé. »
Ce que révèlent les contacts entre cellules individuelles
Les premières expériences menées sur une lignée cellulaire de glioblastome — un type de tumeur cérébrale — le confirment : lorsqu’une cellule cancéreuse est confrontée à plusieurs cellules immunitaires, elle est attaquée plus fréquemment et plus intensément. De plus, il semble que les signaux d’activation précoces au sein des cellules immunitaires indiquent souvent qu’un effet délétère sur la cellule se produira ultérieurement. Cela permet, pour la première fois, d’observer comment les réactions précoces sont liées à l’issue ultérieure au sein d’une même interaction cellule-cellule. Au-delà de cette lignée de glioblastome, l’équipe a également testé CellTrap avec deux autres lignées de cellules cancéreuses : une leucémie myéloïde chronique et un adénocarcinome.
« Plus nous en apprenons sur ce qui se passe réellement entre les cellules individuelles, mieux nous pouvons comparer les stratégies thérapeutiques et en développer de nouvelles », ajoute Destgeer. « Et bien que nous nous soyons concentrés sur les cellules immunitaires et cancéreuses, la plateforme ne se limite pas à celles-ci : presque n’importe quelle combinaison de cellules peut être chargée et observée dans la puce. »
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