Établissement et application d'un modèle de culture cellulaire tridimensionnel (3-D) de cellules tumorales circulantes cliniques (CTC)

Les cellules tumorales circulantes (CTC), les espèces cellulaires rares présentes dans le sang, sont considérées comme contribuant principalement à la métastase ou à la rechute du cancer. Ainsi, la détection des CTC est considérée comme un outil clinique essentiel pour détecter le cancer métastatique. De plus, les CTC peuvent être la cible thérapeutique des soins contre le cancer métastatique. Par conséquent, l'utilisation de CTC viables comme biopsie pour sélectionner des schémas thérapeutiques (par ex. les tests de médicaments anticancéreux basés sur les CTC) ouvrent une voie prometteuse pour réaliser une thérapie personnalisée contre le cancer. Avec les progrès récents dans les techniques d'isolement ou de détection des cellules, diverses nouvelles approches ont été activement proposées pour isoler/détecter les CTC. Néanmoins, la plupart des méthodes actuelles pourraient ne pas être en mesure d'obtenir tous les CTC possibles, viables et sans étiquette avec une pureté cellulaire et un nombre de cellules adéquats pour les tests ultérieurs de médicaments anticancéreux basés sur les CTC ou d'autres essais biologiques. Pour surmonter les obstacles techniques ci-dessus, le projet de recherche propose l'utilisation d'une technique de culture cellulaire 3D spécifique pour l'isolement/purification et l'expansion du nombre de cellules des CTC.

Le principe de fonctionnement est basé sur nos découvertes préliminaires montrant que les leucocytes humains mourront dans des conditions de culture cellulaire 3D, alors que les CTC auront tendance à s'agréger et à proliférer dans un tel environnement. Sur la base de ce phénomène, la culture de cellules CTC 3D peut être utilisée pour isoler et purifier les CTC viables du fond leucocytaire dans une sélection négative et de manière sans étiquette, permettant la récolte de tous les CTC possibles dans un échantillon de sang. En outre, la prolifération des CTC dans une telle culture cellulaire 3D peut augmenter de manière adéquate le nombre de cellules de CTC pour les applications ultérieures, ce qui est actuellement impossible en utilisant les méthodes existantes.

Dans le projet de recherche de 1ère année, les chercheurs valideront et évalueront davantage la faisabilité clinique de l'utilisation d'un modèle de culture cellulaire 3D pour l'isolement/la purification des CTC et l'expansion de leur nombre de cellules. Dans le projet de recherche de 2e et 3e année, les chercheurs optimiseront le modèle de culture cellulaire 3-D afin d'augmenter les performances d'isolement/purification et de prolifération des CTC. Dans le processus d'optimisation, les chercheurs exploreront l'effet du modèle de culture cellulaire (par ex. culture cellulaire statique ou de perfusion et culture cellulaire 3-D utilisant différents matériaux d'échafaudage 3-D) ou des facteurs biochimiques (par ex. concentration de glucose, concentration sérique, pH, ou les suppléments de facteurs de croissance/cytokines) sur les performances de solation/purification et de prolifération des CTC. Dans l'ensemble, les chercheurs espèrent que le projet de recherche proposé pourra trouver une approche efficace et efficiente pour isoler/purifier/étendre les CTC cliniques d'une manière viable, sans étiquette et de haute pureté. Ces CTC récoltés sont précieux pour les tâches analytiques ultérieures.