Description du projet
Recréer la dormance du cancer sur une puce
Les progrès des thérapies ciblées et des immunothérapies ont suscité une vague d’optimisme vis-a-vis du traitement du cancer. Tous les patients n’y réagissent toutefois pas positivement, en effet, la résistance aux médicaments est fréquente et de nombreux patients connaissent une récidive liée à la présence de cellules cancéreuses dormantes. Nous ignorons toujours ce qui réactive les cellules cancéreuses dormantes et cause la formation des métastases depuis leur site d’origine. Le projet DORMATRIX, financé par le CER, s’appuiera sur une idée révolutionnaire selon laquelle le réveil des cellules cancéreuses résulte d’une dynamique et d’une communication complexes avec l’environnement. Les chercheurs entendent recréer la dormance du cancer du sein dans des dispositifs de tumeur sur puce. Les progrès de l’imagerie 3D et des modèles in silico permettront de prévoir la dynamique de la dormance, ouvrant ainsi la voie à des thérapies qui retarderont ou préviendront les métastases.
Objectif
Cancer dormancy and the trigger to transition to active metastatic growth is a big open question. Current in vivo models focus on niche-specific cell and molecular mechanisms, ignoring biophysical aspects. Dormancy evolves with complex spatio-temporal dynamics; yet, there is a knowledge gap in the understanding of the heterogeneity of the units, and the dynamics of their interaction and evolution. Emergence occurs when a critical mass of units synergistically communicates giving rise to a new macro-level organization, with properties greater than the sum of the units. Engineering emergent phenomena in biological systems is a big research challenge as they originate from multiscale communication.
In DORMATRIX, I propose a radically new view. I hypothesize that the balance between cancer dormancy and “awakening” is a collective emergent phenomenon, whereby a critical mass of micro-units communicates with each other and the environment in order to transition to metastatic growth. The main objective of DORMATRIX is to engineer breast cancer (BC) dormancy as a collective emergent phenomenon using biomaterials-based dormancy-on-a-chip devices.
My previous data shows that we can (i) apply biophysical cues to control BC proliferation and (ii) visualize in vivo early BC bone metastasis. I will now address this outstanding challenge with a multidisciplinary approach and 1) apply biophysical principles with novel biomaterials to model in vitro cancer micro-units, 2) develop advanced 3D imaging to visualize collective cancer dormancy and bone microdamage, 3) develop in silico models based on evolutionary game theory to predict the dynamics, and 4) prove my hypothesis with dormancy-on-a-chip devices. Understanding the critical mass and multiscale communication required for emergent phenomena will enable the development of novel therapies to delay or prevent metastasis. The resulting technology for engineering emergent phenomena will spark research on other biological systems.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. La classification de ce projet a été validée par l’équipe qui en a la charge.
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. La classification de ce projet a été validée par l’équipe qui en a la charge.
- ingénierie et technologieautres génies et technologiesmicrotechnologielaboratoire sur puce
- sciences naturellessciences physiquesoptiquemicroscopie
- sciences médicales et de la santémédecine cliniqueoncologiecancer du sein
- sciences naturellesmathématiquesmathématiques appliquéesthéorie des jeux
- ingénierie et technologiebiotechnologie industriellebiomatériaux
Mots‑clés
Programme(s)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Régime de financement
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsInstitution d’accueil
20014 DONOSTIA-SAN SEBASTIAN
Espagne