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Les environnements de tumeurs «imités» dans une nouvelle puce
Une puce capable de simuler le "microenvironnement" d'une tumeur a été développée par des chercheurs de l'Université Purdue à West Lafayette, IN.
Cette illustration montre la conception d'une nouvelle puce capable de simuler le "microenvironnement" d'une tumeur pour tester l'efficacité de nanoparticules et de médicaments ciblant le cancer.
Crédit d'image: Université Purdue photo / Altug Ozcelikkale, Bumsoo Han
Ce n'est pas la première fois que des scientifiques tentent d'utiliser la technologie des micropuces pour étudier les tumeurs. En 2011, par exemple, Nouvelles médicales aujourd'hui ont rapporté le développement d'un capteur de micropuce qui peut être implanté chez un patient, à côté de sa tumeur, pour mesurer l'agressivité de sa croissance.
Et en 2012, l'Institut de bioingénierie et de nanotechnologie de Singapour a mis au point une biopuce pour étudier l'effet des médicaments sur les cellules souches cancéreuses.
Les ingénieurs qui ont créé la nouvelle puce - connue sous le nom de dispositif T-MOC (tumeur-micro-environnement sur puce) - espèrent que cela ouvrira la porte aux chercheurs pour étudier les obstacles qui empêchent les livraisons ciblées de traitements anticancéreux.
Les équipes de recherche étudient différents mécanismes de "distribution ciblée" capables d'attaquer sélectivement les tissus tumoraux. L'une des méthodes actuellement à l'étude consiste à utiliser des nanoparticules suffisamment petites pour traverser les pores des vaisseaux sanguins.
Parce que les cellules endothéliales des vaisseaux sanguins en bonne santé sont bien organisées, avec de petits pores dans les jonctions - alors que les cellules endothéliales des vaisseaux sanguins autour des tumeurs sont irrégulières et difformes, les nanoparticules peuvent se différencier.
T-MOC simule une tumeur, fournissant des données pour que les nanoparticules négocient l'environnement
Bumsoo Han, professeur de génie mécanique à l'université de Purdue, a déclaré que "si les nanoparticules étaient conçues pour avoir la bonne taille, elles pourraient sélectivement se déplacer uniquement vers la tumeur".
Han estime que le dispositif T-MOC peut être utile pour résoudre certains des problèmes auxquels se sont heurtés les chercheurs qui étudient l’approche des nanoparticules.
Par exemple, un problème particulier associé à l’approche des nanoparticules est que le liquide interstitiel dans les tumeurs exerce une pression supérieure à celle du liquide interstitiel entourant les tissus sains. Cette augmentation de la pression suffit à repousser la plupart des agents d’administration de médicaments et d’imagerie - seul un faible pourcentage d’entre eux parvient à atteindre la tumeur.
L'équipe du T-MOC rapporte que son appareil est capable de simuler l'environnement de la tumeur avec une telle précision qu'il peut fournir des données détaillées sur la manière dont les nanoparticules peuvent négocier l'environnement.
Environ 4,5 cm2, la puce contient des cultures de cellules tumorales et endothéliales dans des canaux "microfluidiques", ainsi qu'une "matrice extracellulaire" de collagène - la substance trouvée entre les cellules dans les tissus vivants.
La puce étant conçue pour imiter le cancer chez l’homme, ses concepteurs estiment qu’elle offre une alternative aux deux boîtes de Pétri, incapables de reproduire le microenvironnement tumoral complexe, et à la recherche animale, qui ne montre pas toujours comment les traitements potentiels pourraient affecter l’homme. .
L'équipe de Purdue a testé le mouvement des nanoparticules dans la puce en utilisant le cancer du sein humain et les cellules endothéliales. Ensuite, l'équipe étudiera les médicaments anticancéreux en utilisant la puce. À l'avenir, ils pourraient utiliser des puces T-MOC pour développer des cellules tumorales provenant de patients, qui pourraient être utilisées pour évaluer l'efficacité de médicaments spécifiques chez ces patients.
Les résultats de l'équipe à ce jour sont publiés dans le Journal de sortie contrôlée.
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