Les organoïdes cancéreux tridimensionnels cultivés in vitro récapitulent fidèlement les caractéristiques phénotypiques et génétiques des tissus tumoraux parentaux, ce qui en fait des outils puissants pour la recherche sur le cancer, le dépistage de médicaments et la médecine personnalisée.
Cependant, les cultures organoïdes traditionnelles manquent de composants clés du microenvironnement tumoral (TME), notamment les fibroblastes associés au cancer, les cellules immunitaires, les réseaux vasculaires et les signaux physicochimiques dynamiques, tels que le débit de fluide et les gradients d’oxygène. Ces déficiences limitent la capacité d’étudier la diaphonie tumeur-stroma, de modéliser les réponses d’immunothérapie et de prédire l’efficacité clinique des médicaments, en particulier pour les agents qui fonctionnent par le biais d’interactions intercellulaires.
Pour remédier à ces limitations, une gamme de stratégies de coculture organoïde a été développée. La coculture Matrigel submergée permet la reconstitution systématique de composants spécifiques du TME, facilitant ainsi la dissection d’interactions cellule-cellule définies. La culture d’interface air-liquide préserve de manière unique le TME natif et non manipulé, en retenant les cellules immunitaires résidentes et les fibroblastes pour des études physiologiquement pertinentes sur l’infiltration immunitaire et le blocage des points de contrôle.
Les plates-formes de culture microfluidique et d’organoïdes sur puce introduisent un contrôle dynamique du débit de fluide, des gradients d’oxygène et des contraintes de cisaillement, surmontant la nature statique des cultures traditionnelles et permettant la vascularisation, la modélisation de la perfusion et le criblage de médicaments à haut débit. La bioimpression tridimensionnelle offre une précision spatiale inégalée dans la construction d’architectures tumorales hétérogènes multicouches, permettant la recréation de structures TME complexes telles que les réseaux vasculaires et les interfaces tumeur-stroma.
Cette revue synthétise les progrès récents dans ces systèmes de coculture organoïde et leurs applications dans l’optimisation de l’immunothérapie, la thérapie cellulaire adoptive et la médecine personnalisée, tout en analysant également les avantages et les limites de chaque modèle et en offrant des perspectives sur les développements futurs vers des plateformes précliniques plus physiologiquement pertinentes.
