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To develop 3D bioPRINTed osteoinductive constructs that deliver CHEMOtherapeutics within large bone defects that are surgically created when removing bone tumours.

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À l’assaut de l’ostéosarcome sur deux fronts: suppression tumorale et réparation osseuse

Le traitement de l’ostéosarcome doit être amélioré. L’administration combinée de la chimiothérapie et de la thérapie génique localisée réduit la croissance tumorale et favorise la guérison osseuse.

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Chaque année, plus de 3 millions d’enfants et d’adolescents reçoivent un diagnostic d’ostéosarcome, une tumeur osseuse. De nos jours, les patients chez qui un ostéosarcome a été diagnostiqué reçoivent le même schéma thérapeutique standard que celui mis en œuvre à la fin des années 1970, soit une résection de la tumeur et une chimiothérapie. Toutefois, près d’un tiers des patients connaissent une rechute nécessitant de nouvelles interversions. Les ostéosarcomes sont inextricablement liées à leur microenvironnement local, composé de cellules osseuses, stromales, vasculaires et immunitaires. On considère désormais ce microenvironnement comme essentiel à la croissance tumorale et comme une cible potentielle pour la conception de nouvelles thérapies.

Modèle 3D in vitro de l’ostéosarcome

Ces derniers temps, l’utilisation de cultures 3D pour étudier la complexité du microenvironnement tumoral a suscité un intérêt croissant, celles-ci s’avérant plus prédictives de la situation in vivo. Dans ce but, les scientifiques du projet PRINT-CHEMO ont élaboré un nouveau modèle 3D de l’ostéosarcome contenant une coculture de cellules stromales mésenchymateuses et de cellules d’ostéosarcome grâce à un système de micropuits à base d’hydrogel. Cette recherche a été entreprise avec le soutien du programme Actions Marie Skłodowska-Curie (MSCA) et portait sur la production de sphéroïdes tumoraux qui ont modélisé les premiers et derniers stades de l’ostéosarcome. Ceux-ci ont démontré un grand potentiel pour un criblage de médicaments à haut débit. Notre modèle d’ostéosarcome propose une plateforme unique pour le dépistage des options thérapeutiques potentielles et des concentrations de médicaments pour les premiers et derniers stades de l’ostéosarcome», explique Fiona Freeman, titulaire d’une bourse de recherche MSCA.

Favoriser la régénération osseuse chez les patients atteints d’ostéosarcome

L’os des patients doit être régénéré à la suite de la résection chirurgicale de la tumeur. Le recours à des stratégies de génie tissulaire à cette fin reste controversé. En outre, bien que la chimiothérapie soit efficace pour maîtriser la croissance des cellules cancéreuses, elle entrave aussi considérablement la capacité de l’os à se régénérer. Ainsi, l’élaboration d’une stratégie qui permettrait d’améliorer la régénération osseuse s’avérerait particulièrement intéressante pour ces jeunes patients. Pour remédier à cette situation, l’équipe du projet PRINT-CHEMO a étudié le potentiel thérapeutique du microARN-29b, connu pour sa capacité à stimuler la formation osseuse en induisant la différenciation des ostéoblastes ainsi qu’à supprimer la croissance des tumeurs de la prostate et des glioblastomes. Les chercheurs ont évalué dans quelle mesure l’administration localisée de microARN-29b supprimait la croissance de l’ostéosarcome et envoyait les signaux nécessaires à sa réparation. Des microARN ont été complexés avec des nanoparticules et administrés localement au moyen d’un système injectable dans un modèle préclinique d’ostéosarcome. Les chercheurs ont constaté que la combinaison du microARN-29b et de la chimiothérapie systémique, par rapport à la chimiothérapie seule, entraînait une réduction de 45 % de la masse tumorale, une amélioration notable de la survie ainsi qu’une chute de 75 % de l’ostéolyse osseuse associée à la tumeur. Cet effet anticancéreux et favorisant l’ostéogène de l’administration du microARN-29b pourrait s’étendre à d’autres types de cancer. «Nos résultats démontrent non seulement le potentiel thérapeutique de l’administration localisée de microARN dans la suppression de l’ostéosarcome, mais aussi son potentiel à favoriser la réparation osseuse à la suite d’une intervention chirurgicale», souligne Fiona Freeman.

Étendre les bienfaits thérapeutiques aux métastases osseuses

La nouvelle thérapie combinatoire PRINT-CHEMO peut être facilement intégrée dans le protocole actuel de chimiothérapie traditionnelle afin d’améliorer davantage les résultats cliniques. Les os sont l’un des sièges les plus courants des métastases de cellules cancéreuses. Par conséquent, l’élaboration d’une thérapie qui inhibe la croissance de la tumeur osseuse tout en favorisant dans le même temps la régénération osseuse s’avérerait très avantageuse. Cette thérapie ne se limite pas à l’ostéosarcome, mais concerne tous les patients cancéreux souffrant de métastases osseuses.

Mots‑clés

PRINT-CHEMO, ostéosarcome, chimiothérapie, microARN-29b, régénération osseuse, suppression tumorale, métastases osseuses, cellules stromales mésenchymateuses, modèle 3D

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