Ces micro-organosphères dérivées du patient, développées par une équipe du Terasaki Institute for Biomedical Innovation (Los Angeles) vont permettre une oncologie de précision. En apportant une information sur la réponse du patient à différents traitements, ces micro-modèles vont permettre des décisions thérapeutiques à la fois plus précises et plus rapides. Cette nouvelle technologie microfluidique, documentée dans la revue Cell Stem Cell, permet en effet de produire ces micro-organosphères (MOS) à partir de biopsies de patients cancéreux en seulement une heure.
En effet, la réponse des cellules tumorales d'un patient et plus globalement du patient au traitement est affectée par de nombreux facteurs, dont le profil et les mutations génétiques, le microenvironnement tumoral et l'hétérogénéité intra-tumorale. Tous ces facteurs compliquent considérablement la décision thérapeutique, notamment en regard des options et des combinaisons disponibles, de plus en plus nombreuses contre le cancer. De plus, la décision thérapeutique doit être prise dans un délai limité après le diagnostic. Il existe donc un besoin important de prédicteurs fiables de la réponse d’un patient donné aux différents traitements disponibles.
Un modèle oncogénique rapide et pratique en clinique
Il existe actuellement plusieurs types de modèles oncogéniques :
- des lignées de cellules tumorales dérivées de patients, mais ces lignées évoluent lorsqu'elles sont sous-cultivées, ce qui en fait finalement un modèle imprécis des tumeurs des patients ;
- il est également possible de recourir à des xénogreffes ou souris ayant reçu une injection de cellules tumorales de patients mais ce type de modèle est coûteux et prend du temps ;
- enfin, les organoïdes dérivés du patient, des versions 3D miniaturisées des tissus tumoraux constituent la dernière génération de modèles oncogéniques, cependant ces modèles excluent le microenvironnement tumoral du patient et la production de ces organoïdes en temps opportun pour la prise de décision clinique reste inaccessible.
Des micro-organosphères (MOS) produites en 1 heure : les scientifiques de l'Institut Terasaki et de l'Université Duke ont développé une technologie microfluidique à base de gouttelettes pour produire des micro-organosphères (MOS) à partir de biopsies de patients cancéreux. Cette production est effectuée en une heure seulement. Les cellules tumorales, immunitaires et du tissu conjonctif du patient forment rapidement des modèles de tumeurs miniatures qui conservent le microenvironnement d'origine. Des milliers de MOS sont produites, qui peuvent être utilisées pour tester de nombreuses options médicamenteuses. Les MOS peuvent être générées à partir d'un petit nombre de cellules collectées à partir de biopsies, et l'ensemble du processus de génération de MOS et de criblage des médicaments prend moins de 2 semaines.
Premières preuves de concept :
- des tests in vitro menés sur des MOS de différentes origines cancéreuses démontrent la rétention, dans ces MOS, des profils génétiques des cellules, de l'expression des gènes et des marqueurs immunosuppresseurs des tissus tumoraux d'origine ;
- des tests utilisant les MOS produites à partir d'une petite cohorte de patients atteints d'un cancer colorectal métastatique ont permis de tester ainsi la sensibilité des tumeurs aux différents traitements et de confirmer une corrélation presque parfaite avec l’utilisation clinique de ces thérapeutiques ;
- une série d'expériences démontre avec succès que les anticorps bispécifiques mobilisent les cellules immunitaires résidentes dans le microenvironnement d'origine pour attaquer les cellules tumorales, ce qui constitue « une prouesse dans le dépistage immunothérapeutique » ;
- enfin d’autres tests révèlent la pénétration efficace de lymphocytes T activés dans les MOS et la destruction ultérieure des cellules tumorales du MOS par ces cellules T; cette représentation de la diffusion naturelles des lymphocytes T dans les tissus n’avait jamais pu être obtenue à l'aide des modèles conventionnels et peut être précieuse pour tester la réponse aux immunothérapies.
D'énormes implications pour la pratique clinique : ces nouveaux modèles globaux et représentatifs de la tumeur répondent à de nombreux besoins et ouvrent la voie à des test plus larges et plus rapides des thérapies médicamenteuses et immunitaires.
« La technologie développée constitue
une avancée révolutionnaire dans la modélisation physiologique des tumeurs solides
et de la médecine personnalisée, avec donc un impact considérable en pratique clinique ».
Source: Cell Stem Cell 5 May, 2022 DOI: 10.1016/j.stem.2022.04.006 Patient-derived Micro-Organospheres Enable Clinical Precision Oncology
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