Évaluation de la croissance tumorale et du traitement oncologique chez les patients atteints de CRLM à l'aide du modèle d'embryon de poisson zèbre (CRLM-Z)

Les possibilités de prédire la réponse tumorale oncologique pour les patients individuels atteints de tumeurs malignes gastro-intestinales afin d'adapter un traitement oncologique personnalisé sont actuellement limitées. Cela signifie que la plupart des informations utilisées pour décider du traitement oncologique concernent un groupe de patients plutôt que des individus. De même, la plupart des schémas de chimiothérapie utilisés ne sont pas adaptés individuellement bien qu'il ait été démontré qu'ils sont bénéfiques pour certaines cohortes de patients. Dans le cancer colorectal, le statut de mutation KRAS (sarcome du rat de Kirsten) et BRAF prédit la réponse aux médicaments ciblant différentes étapes de la voie de signalisation EGFR/KRAS/BRAF, tandis que le statut MSI/MMR peut prédire le résultat des inhibiteurs de point de contrôle immunitaire [1]. Comme la chimiothérapie, ainsi que d'autres traitements contre le cancer, peuvent avoir des effets secondaires graves, le traitement peut non seulement être inefficace, mais peut également provoquer des événements indésirables graves, voire raccourcir la vie du patient et inhiber les chances de résection curative de la tumeur. Pour cette raison, l'évaluation de la réponse avant le traitement dans un modèle d'avatar de poisson zèbre serait très utile.

D'un point de vue clinique, la situation la plus facile se situe dans le cadre adjuvant. À ce stade, la tumeur entière est disponible pour analyse et de plus gros morceaux de tissus peuvent être utilisés dans le modèle d'avatar. Le 5-fluorouracile ou la capécitabine (un promédicament du 5-FU) seul ou en association avec l'oxaliplatine est le traitement adjuvant standard actuel dans le cancer du côlon de stade III et les cancers du côlon de stade II avec 2+ facteurs de risque. D'autres types de régimes combinés, y compris par ex. l'irinotécan n'a jusqu'à présent pas montré de bénéfice en situation adjuvante.

Dans le cadre néoadjuvant, c'est-à-dire le traitement préopératoire des patients atteints de LMRC résécable, les combinaisons de 5-FU (ou de capécitabine) et d'oxaliplatine ou d'irinotécan peuvent améliorer les résultats de la chirurgie et le pronostic à long terme. On ne sait pas actuellement quel régime est le plus efficace pour chaque patient.

Dans le scénario le plus grave, où le patient présente un CRLM non résécable, une chimiothérapie palliative ou une chimiothérapie de réduction/conversion est indiquée. Pour ce dernier groupe de patients, il est de la plus haute importance de fournir un traitement aussi puissant que possible en première ligne, car les 10

La fenêtre thérapeutique est étroite et une progression clinique et/ou radiologique ultérieure sur le traitement de première ligne peut empêcher d'autres interventions oncologiques et chirurgicales. Les patients en forme peuvent bénéficier d'un triplet de 5-FU, d'oxaliplatine et d'irinotécan (FOLFOXIRI). Cependant, il s'agit d'un régime toxique, et les patients plus âgés ou moins en forme se voient plus souvent proposer un doublet de 5-FU et soit d'oxaliplatine, soit d'irinotécan. Il peut y avoir une valeur supplémentaire lorsque la chimiothérapie est associée à des anticorps ciblant le VEGF ou, pour les tumeurs exprimant le KRAS de type sauvage, le récepteur à l'EGF.

Mais peut-être que le cadre le plus précieux pour le patient présentant une charge tumorale initiale non résécable serait avant le début de tout traitement.

Jusqu'à 50 % des patients atteints d'un cancer colorectal développeront des métastases hépatiques synchrones ou métachrones par rapport à la détection de la tumeur primitive[2]. Le pilier du traitement est aujourd'hui une combinaison de résection +/- ablation des métastases, avec ou sans augmentation de volume hépatique préopératoire et une chimiothérapie parfois associée à des anticorps [3].

Un certain nombre de facteurs pronostiques négatifs ont été identifiés à la fois concernant la croissance tumorale mais également dans le profil des oncogènes dans les tumeurs [4]. Pourtant, l'un des facteurs les plus importants est la réponse des métastases à la chimiothérapie à la fois radiologiquement mais aussi en réduction des marqueurs tumoraux (CEA, CA19/9) [5, 6].

Pourtant, nous savons très peu si les métastases vont répondre ou non à la thérapie administrée. La tumeur avec mutation de KRAS ne répondra pas au traitement par Erbitux et les tumeurs mucineuses sont généralement plus résistantes à toute chimiothérapie [7].

Différents modèles ont été explorés pour évaluer la réponse spécifique de la tumeur au traitement, mais la plupart sont lents ou ont montré des résultats mitigés [8]. Aujourd'hui, le modèle de xénogreffe dérivée du patient (PDX) de souris est le plus utilisé et le plus validé pour prédire la réponse au traitement, mais l'évaluation du traitement oncologique prend des mois [9]. Par conséquent, le modèle PDX de souris ne peut pas être utilisé pour la prise de décision clinique. Les cultures d'organoïdes utilisant des cancers dérivés de patients sont un outil de dépistage in vitro bien utilisé, avec des résultats prometteurs pour différentes tumeurs [10]. Les organoïdes maintiennent les caractéristiques génétiques du tissu tumoral d'origine. Pourtant, ces modèles sont lents lorsqu'il s'agit d'évaluer les tissus des patients pour les décisions de traitement et n'ont pas la capacité d'évaluer les potentiels métastatiques ou angiogéniques.

Récemment, des embryons de poisson zèbre ont été utilisés comme avatars pour le cancer humain, d'abord dans les cancers hématogènes, mais dernièrement aussi dans les cancers solides comme le PDAC, le cancer du sein et le cancer colorectal [11-14].

Le modèle présente plusieurs avantages, le plus fort est l'évaluation de la réponse seulement 3 à 5 jours après l'implantation du tissu tumoral dans les embryons. Les embryons sont transparents, de sorte que la croissance et la propagation de la tumeur peuvent être visualisées en détail et quantifiées de manière semi-automatique [15]. Comme le propre système immunitaire des embryons de poisson zèbre ne répond pas avant 8 jours [14], pourquoi la réponse immunitaire contre la tumeur provient des propres cellules immunitaires du patient, c'est aussi la raison pour laquelle la greffe de xénogreffe fonctionne dans ce modèle. D'autre part. Jusqu'à présent, le tissu de biopsie ne suffit pas, mais au moins un centimètre cube de tissu tumoral est nécessaire pour générer ces avatars. Pour cette raison, les biopsies à l'aiguille ne fournissent pas suffisamment de matériel, mais des tissus tumoraux hépatiques réséqués sont nécessaires dans les protocoles actuels.

Dans les embryons de poisson zèbre, il a été démontré que les cellules cancéreuses colorectales se développent et l'évaluation de la réponse de différentes combinaisons de chimiothérapie a été couronnée de succès avec une très bonne corrélation avec la réponse chez l'homme [14]. Des études cliniques sur les métastases hépatiques colorectales n'ont jusqu'à présent pas été réalisées.

Les poissons sont logés à une température moyenne de 28 °C dans un système de recirculation avec un cycle lumière-obscurité de 14 h 10. Les œufs fécondés de poisson zèbre sont obtenus par accouplement naturel de la souche AB de type sauvage dans nos installations et les embryons en développement sont placés dans un incubateur à 28 ° C selon Kimmel et al [19]. Avant toute intervention, les embryons seront anesthésiés dans de la tricaïne 0,02 %. Le tissu tumoral prélevé sur l'échantillon chirurgical par l'histopathologiste est cryoconservé en immergeant le tissu dans des cryotubes contenant un milieu de cryoconservation, en ajoutant les tubes à une cryoboîte et en plaçant la boîte dans un congélateur à -80 degrés pendant au moins 24 heures. Le tube avec le tissu est ensuite transporté sur de la neige carbonique au laboratoire de poisson zèbre où le tissu sera décongelé, lavé et incubé dans un mélange de protéases dans un dispositif de désagrégation mécanique (GentleMACS), pour produire une suspension cellulaire unique à partir du tissu. La suspension est filtrée et incubée pendant 30 min dans 40 μg/mL de CM-Dil dans une solution saline tamponnée au phosphate (PBS), suivie d'une centrifugation et d'un lavage avec du PBS. Les cellules marquées sont ensuite remises en suspension dans un milieu d'implantation et injectées à l'aide de fines aiguilles capillaires en verre dans le compartiment périvitellin sous-cutané d'embryons de poisson zèbre âgés de 2 jours. Les embryons de poisson zèbre implantés avec succès sont ensuite transférés dans un milieu embryonnaire contenant les médicaments à l'étude (par exemple, les médicaments qui pourraient être envisagés pour le traitement du patient faisant don de l'échantillon) et traités pendant trois jours. Des images des tumeurs sont acquises immédiatement après la transplantation et après la période de traitement de trois jours, et une image supplémentaire du site métastatique principal dans l'embryon de poisson zèbre est acquise après la période de traitement de trois jours pour évaluer les capacités métastatiques des cellules. Le résultat du traitement sera évalué en tant que changement du volume tumoral entre le jour 3 et le jour 0 dans le groupe de traitement par rapport au groupe témoin excipient (pourcentage), et une réduction significativement plus forte des volumes tumoraux dans le groupe de traitement sera considérée comme un résultat positif du traitement. . La preuve d'un phénotype pro-métastatique sera dérivée du nombre de cellules trouvées sur le site métastatique dans les embryons de poisson zèbre trois jours après l'implantation. Les niveaux seuils pour le nombre de cellules métastasées nécessaires pour prédire la progression métastatique probable chez le patient seront évalués chez les 10 à 20 premiers patients inclus, car ces informations ne sont actuellement pas disponibles à partir d'autres sources d'informations.