Dans le domaine en évolution de la biologie et du traitement du cancer, les innovations dans les microdispositifs d’organes sur puce permettent aux chercheurs d’en découvrir davantage sur la maladie en dehors du corps humain. Ces organes sur puce servent de modèle de l’état dans lequel se trouve un patient atteint d’un cancer, permettant ainsi de trouver le traitement approprié avant de l’administrer au patient. À la Texas A&M University, les chercheurs poussent ces dispositifs à de nouveaux niveaux qui pourraient changer la façon dont les cliniciens abordent le traitement du cancer, en particulier du cancer de l’ovaire.
L’équipe a récemment soumis une divulgation de brevet à la Texas A&M Engineering Experiment Station.
Nous revendiquons plusieurs nouveautés dans la conception technologique ainsi que des capacités biologiques qui n’existaient pas dans les précédents organes sur puce. »
Dr Abhishek Jain, chercheur principal et professeur adjoint, Département de génie biomédical
Jain a également une nomination conjointe au Collège de médecine de Texas A&M.
L’appareil de Jain – la puce pour le microenvironnement de la tumeur ovarienne (OTME-Chip) – se concentre sur les plaquettes, de minuscules cellules sanguines qui aident le corps à former des caillots pour arrêter le saignement. Le microdispositif, de la taille d’une clé USB, modélise les propriétés d’une tumeur en laboratoire. Les chercheurs peuvent ensuite recréer des événements dans les plaquettes circulant dans le sang à mesure qu’elles s’approchent de la tumeur et la rendre plus puissante et métastatique.
« Nous créons une plate-forme technologique utilisant l’approche organe sur puce où la biologie tumorale peut être avancée, et de nouveaux médicaments peuvent être identifiés en recréant les interactions plaquettes-tumeur et plaquette-tumeur-médicament sous l’influence du flux, soutenant les vaisseaux sanguins et la matrice extracellulaire », a déclaré Jain.
Le cancer de l’ovaire est particulièrement difficile à surveiller. Les tumeurs se forment généralement profondément à l’intérieur des tissus d’un patient, et il peut être difficile d’obtenir des informations en temps réel sur les propriétés de la tumeur et sur la façon dont elle interagit avec les cellules sanguines. En outre, les tumeurs ovariennes peuvent se propager rapidement à l’intérieur du corps, faisant du temps un autre facteur essentiel pour cartographier la progression de la maladie.
L’OTME-Chip s’appuie sur la compréhension actuelle observée cliniquement de la façon dont les plaquettes sanguines se déplacent à l’intérieur du tissu tumoral et de ce qui les déclenche pour se propager à l’extérieur de la tumeur. Cependant, le mécanisme réel derrière ce processus reste en grande partie inconnu, jusqu’à présent.
« Pour la première fois, nous avons identifié une interaction cruciale entre les plaquettes et la tumeur via leurs protéines de surface », a déclaré Jain. « En appliquant une imagerie haute résolution, des lectures cellulaires et moléculaires avancées et des méthodes de séquençage d’ARN exploitant la puce OTME, nous avons découvert les véritables voies de signalisation génétique derrière la métastase déclenchée par les cellules sanguines du cancer de l’ovaire et une nouvelle stratégie médicamenteuse pour arrêter ce processus.
L’équipe de Jain à College Station pour cette recherche comprend le chercheur postdoctoral Dr Biswajit Saha et les étudiants au doctorat Jim Tronolone et Tanmay Mathur. Leurs recherches impliquant l’OTME-Chip ont été récemment publiées dans la revue Avancées scientifiques.
Jain a déclaré que l’OTME-Chip a plusieurs applications, à la fois pour observer comment les cellules cancéreuses interagissent différemment avec les cellules vasculaires et sanguines et pour tester de nouvelles façons de traiter la maladie qui peuvent compléter la chimiothérapie et la radiothérapie des tumeurs.
« Cette puce OTME multimodale fournira une plate-forme idéale aux chercheurs en soins de santé pour évaluer leurs médicaments anticancéreux, vasculaires et hématologiques individuellement ou en combinaison dans un microenvironnement tumoral de niveau humain créé artificiellement », a déclaré Jain.
Jain collabore avec le Dr Anil Sood, professeur et vice-président de la recherche translationnelle dans les départements d’oncologie gynécologique et de biologie du cancer du MD Anderson Cancer Center. L’équipe travaille également avec le Dr Gang Bao, un expert en édition de gènes de l’Université Rice.
« Sood est un leader dans le domaine du cancer de l’ovaire », a déclaré Jain. « Il a été un collaborateur fantastique et nous a fourni l’accès aux échantillons de tissus et de sang de patients nécessaires pour valider les résultats de notre puce, ce qui nous rapproche de très près du lancement de nouveaux essais cliniques. »
