Une nouvelle voie pour modéliser les tumeurs

Pour développer de nouveaux traitements, notamment contre le cancer, les chercheurs doivent pouvoir faire des tests sur des modèles proches des tissus humains. Les agrégats cellulaires, c’est-à-dire des groupements de cellules créés en laboratoire de manière contrôlée, pourraient justement constituer une possibilité.

Le Laboratoire de Microsystèmes 4 de la Faculté des Sciences et Techniques de l’Ingénieur a développé en collaboration avec le laboratoire Ampère (Lyon) un dispositif de la taille d’une puce, permettant de créer ces agrégats via des champs électriques, en contrôlant exactement le nombre et le comportement des cellules qui le forment. Leur travail est publié dans le Journal Electrophoresis.

« On peut illustrer l’intérêt de ces agrégats en prenant l’exemple de l’électrochimiothérapie », explique Jonathan Cottet, principal auteur de cette recherche et chercheur post-doctorant à l’EPFL. Ce traitement consiste à appliquer des champs électriques sur une tumeur, ce qui permet de « percer » les cellules, afin de faciliter l’entrée du médicament dans les cellules cancéreuses. « Mais pour améliorer et standardiser cette méthode, cela implique de pouvoir réaliser des tests sur des modèles proches des tumeurs, qui sont inexistants pour le moment, souligne le chercheur. Les possibilités de faire des tests restent actuellement au niveau cellulaire ».

Le dispositif ainsi développé est constitué de microcanaux, déposés sur une plateforme de la taille d’une puce, ainsi que d’électrodes. Le liquide, qui dans le cas de cette étude contenait des cellules rénales embryonnaires humaines, circule par les microcanaux. Au centre, les cellules sont « piégées » grâce à l’application de champs électriques, pour former un agrégat.

« La technique que nous utilisons pour les piéger est la diélectrophorèse, indique Jonathan Cottet. Cela consiste à appliquer des champs électriques sur les cellules, qui vont les attirer ou les repousser, en fonction des propriétés des cellules et du liquide. » Durant tout ce processus, les chercheurs contrôlent et connaissent exactement combien et quelles cellules circulent, ainsi que celles qui forment l’agrégat. Une fois créé, l’agrégat peut être relâché, sans se défaire. Fabriqué en salle blanche à l’EPFL, ce dispositif est reproductible.

Les agrégats de cellules, ensembles considérés comme permanents, constituent une étape importante vers la création d’organoïdes de taille et composition contrôlées. Ces ensembles, constitués de plusieurs types cellulaires, reproduisent les fonctions d’un organe.

Ce travail a été récompensé par plusieurs prix: le "Early career researcher award" à la conférence Dielectrophoresis 2018 et le "Technology Award" à la conférence nanobiotech Montreux.