Le cancer du pancréas est une maladie potentiellement mortelle avec des taux de survie très faibles chez les patients et, malgré divers efforts, son traitement reste difficile. En effet, le cancer du pancréas est caractérisé par la présence de «fibrose», un processus de cicatrisation pathologique qui se produit lorsque le processus de cicatrisation physiologique tourne mal.
Ainsi, pour lutter contre le cancer du pancréas, il est essentiel de comprendre en détail les mécanismes à l'origine de la fibrose. Cependant, les modèles expérimentaux utilisés pour étudier le cancer du pancréas n'ont pas encore été en mesure de reproduire complètement l'étendue de la fibrose dans les tissus humains.
À cette fin, des chercheurs de l'Université d'Okayama, au Japon, dont le professeur Mitsunobu R. Kano et le professeur assistant Hiroyoshi Y. Tanaka, ont trouvé un moyen de recréer le tissu cancéreux du pancréas « in vitro » (en laboratoire).
En utilisant une technique de culture cellulaire tridimensionnelle (3D), ils ont mis au point une méthode pour mélanger des cellules cancéreuses du pancréas avec des composants fibreux pour générer des tissus qui ressemblent au cancer du pancréas humain. Leurs résultats sont publiés dans Biomatériaux. Le professeur Kano, qui a supervisé l'étude, explique: «Aucun cancer n'est une île à part entière.
Dans le cancer du pancréas, le tissu fibrotique occupe souvent beaucoup plus d'espace que les cellules cancéreuses elles-mêmes. Alors que de nombreux modèles 3D de cancer du pancréas ont été rapportés, le nôtre est le premier à permettre le réglage de la quantité de fibrose dans le modèle. «
Mais pourquoi la présence de fibrose empêche-t-elle le traitement du cancer en premier lieu? Plus précisément, le tissu fibreux dense et épais empêche la pénétration des médicaments dans la tumeur et limite l'immunité anti-tumorale.
Avec un taux de survie à 5 ans du cancer du pancréas d'environ 9% malgré des décennies de recherche intensive, une meilleure compréhension des mécanismes qui sous-tendent la fibrose dans le cancer du pancréas, ainsi que ses ramifications physiopathologiques et thérapeutiques, est nécessaire. «
Hiroyoshi Y. Tanaka, chef de l'étude et professeur adjoint, Département de biomédecine pharmaceutique, Université d'Okayama
Ainsi, les scientifiques ont cherché des moyens de comprendre les mécanismes fibrotiques du cancer du pancréas.
Mais ce n'était pas une tâche facile, car les modèles expérimentaux actuellement utilisés de cancer du pancréas, en particulier les modèles in vitro, ne parviennent pas à reproduire les composants fibreux observés dans le cancer du pancréas. Ainsi, les scientifiques ont estimé qu'il était important d'établir des modèles de cancer du pancréas pertinents qui comprennent non seulement des cellules cancéreuses mais également des cellules impliquées dans la fibrose.
Il y avait également d'autres défis: une analyse de l'équipe de recherche a révélé que la superficie occupée par la fibrose dans les tissus cancéreux du pancréas humain varie de 40 à 80% chez les patients. Le professeur Kano a déclaré: «Il y avait une hétérogénéité considérable parmi les patients, et pour que notre modèle de culture cellulaire 3D ressemble pleinement au cancer du pancréas humain, nous voulions nous assurer que nous pouvions recréer des tissus avec une quantité donnée de fibrose.
La fibrose se compose principalement de cellules appelées «fibroblastes» et d'autres composants de la matrice extracellulaire sécrétés par les fibroblastes. Compte tenu de cela, l'équipe de recherche a élaboré une stratégie simple: mélanger et cultiver des cellules cancéreuses du pancréas et des fibroblastes à différents rapports.
« La stratégie semblait trop simple pour fonctionner », se souvient Tanaka en riant, « Mais à notre agréable surprise, elle l'a fait! » L'équipe a montré avec succès qu'en faisant varier le ratio de cellules cancéreuses du pancréas ensemencées par rapport à un nombre fixe de fibroblastes, elles pouvaient créer des tissus cancéreux du pancréas in vitro avec différentes quantités de fibrose.
Surtout, ils ont montré que la zone occupée par la fibrose dans ces tissus peut être réglée expérimentalement pour correspondre à la quantité de fibrose dans la plage observée cliniquement.
L'équipe a également utilisé le modèle pour comprendre avec succès les mécanismes moléculaires par lesquels un «phénotype» particulier de fibroblastes, caractéristique du cancer du pancréas, se produit.
Les scientifiques sont optimistes que ce nouveau modèle peut compléter d'autres modèles bien établis de cancer du pancréas, en particulier en ce qui concerne la fibrose. « Le grand avantage de notre modèle est qu'il est assez simple à créer », a conclu le professeur Kano.
« Nous pensons qu'il sera utile dans les études mécanistes ainsi que dans le dépistage de médicaments ciblant la fibrose. Ce n'est que le début, mais nous espérons faire une réelle différence dans le traitement du cancer du pancréas. »
La source:
Référence du journal:
Tanaka, H. Y., et al. (2020) Modèle de cancer du pancréas 3D hétérotypique avec proportion réglable d'éléments fibreux. Biomatériaux. doi.org/10.1016/j.biomaterials.2020.120077.
