Un jumeau de tumeur pour suivre les métastases en temps réel
Les métastases dans les ganglions lymphatiques constituent souvent une étape précoce et décisive de la progression du cancer. Or, le dialogue complexe entre les tumeurs primaires et les ganglions lymphatiques demeure mal compris, ce qui limite le développement d’outils de diagnostic efficaces et de thérapies anti-métastatiques. Il est essentiel de combler cette lacune, en particulier chez les patients atteints d’un cancer du poumon, pour lesquels l’atteinte des ganglions lymphatiques influence fortement le pronostic et les décisions thérapeutiques.
Un jumeau biologique du patient
Le projet Tumor-LN-Oc(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), financé par l’UE, entend recréer l’interaction critique entre la tumeur primaire et les ganglions lymphatiques dans un environnement contrôlé et spécifique au patient. Le consortium a développé une plateforme tumeur-lymphome sur puce pour surveiller les processus métastatiques en temps réel et identifier les signatures moléculaires et spectrales des cellules migrantes. Le même système peut être utilisé pour les tests de médicaments en parallèle. La plateforme contient des tranches de tumeur primaire prélevées chirurgicalement et des cellules de ganglions lymphatiques appariées provenant du même patient atteint d’un cancer du poumon. Ceux-ci sont placés dans des compartiments séparés sur une puce microfluidique, qui communiquent par des microcanaux. Des cils artificiels(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) génère un flux recirculatoire continu et un gradient contrôlé, recréant ainsi les conditions physiologiques. «Le nœud tumoral-lymphatique sur puce est conçu pour agir comme un jumeau biologique, recréant l’environnement dans lequel la migration des cellules cancéreuses commence souvent», explique Ioanna Zergioti, coordinatrice du projet.
Saisir la migration des cellules cancéreuses en temps réel
L’une des principales innovations de Tumor-LN-oC réside dans ses modules d’imagerie et d’analyse intégrés. Le système micro-optique produit des images d’une résolution optique de l’ordre du micromètre. Il surveille si les cellules tumorales commencent à bouger, la vitesse à laquelle elles se déplacent et leur direction. Des algorithmes d’apprentissage automatique quantifient les mouvements, et fournissent des données en temps réel sur la vitesse et la direction. Parallèlement, un module de spectroscopie infrarouge permet la caractérisation moléculaire, générant des empreintes spectrales des cellules en migration ou en métastase dans les canaux de la puce. Par conséquent, la plateforme peut identifier des signatures diagnostiques qui pourraient ensuite être appliquées aux biopsies de tumeurs et de ganglions lymphatiques. «D’un point de vue biologique, une conclusion claire s’est dégagée: les signaux dérivés des ganglions lymphatiques favorisent la migration des cellules tumorales», souligne Ioanna Zergioti. Le consortium a observé que les cellules tumorales peuvent se déplacer vers des signaux plus forts émis par les cellules des ganglions lymphatiques et que cette orientation directionnelle peut être perturbée lorsque le mécanisme de détection est bloqué. Ces informations pourraient servir de base à des stratégies visant à inhiber la propagation des métastases.
Validation clinique
La plateforme Tumor-LN-oC a été validée cliniquement en utilisant des échantillons provenant de 60 patients atteints de cancer du poumon. Des tranches de tumeurs primaires et des suspensions de cellules de ganglions lymphatiques appariés ont été cultivées conjointement sur la puce pendant plusieurs jours, et les facteurs solubles ont été analysés à l’aide d’approches protéomiques et moléculaires sensibles. L’analyse en cours devrait permettre d’identifier des biomarqueurs associés au potentiel métastatique. En outre, les modèles d’interaction entre la tumeur et les ganglions lymphatiques et de migration dans la puce ont été influencés par des caractéristiques cliniques telles que le stade de la tumeur, ce qui suggère une pertinence pour la stratification des patients. Le consortium étudie également la possibilité d’utiliser la plateforme pour des essais précliniques de médicaments, en exposant des tissus dérivés de patients à différents agents thérapeutiques. Cette approche permettra d’évaluer les traitements susceptibles de supprimer le comportement invasif.
Impact futur
Tumor-LN-oC a transformé l’idée conceptuelle de la modélisation personnalisée des métastases en une plateforme tangible. Les prochaines étapes consistent à renforcer la robustesse du système en vue de son intégration clinique. La plateforme pourrait un jour servir d’outil d’aide à la décision, parallèlement aux diagnostics standard. Si elle est validée dans des études plus vastes, elle pourrait aider les oncologues à stratifier les patients en fonction du risque métastatique et à privilégier les traitements les plus susceptibles de prévenir la progression de la maladie.
