Modèles sphéroïdes de tumeur tridimensionnels intégrés
Les modèles sphéroïdes intégrés recréent les interactions complexes entre les cellules, la matrice extracellulaire et les types de cellules au sein du contenu des types de cellules secondaires et de l'hétérogénéité tumorale. La combinaison de matrices naturelles avec des sphéroïdes se prête à l’étude de l’invasion, de la progression et de la réponse au traitement et aux médicaments du cancer (1).
Les tumeurs n'existent pas comme une population homogène de cellules malignes, mais plutôt comme une population hétérogène de cellules malignes et leur support assorti de diverses cellules associées aux tumeurs, notamment des macrophages, des fibroblastes et des cellules immunitaires (1).
Cultures 2D versus 3D
Un examen des différences génétiques entre les cellules cultivées en 2D et en 3D a révélé une régulation positive du cycle cellulaire, du métabolisme et du renouvellement des macromolécules, permettant ainsi une prolifération accrue. La culture de cellules dans une monocouche 2D produit plusieurs effets en aval qui la différencient des cellules présentes dans un microenvironnement tumoral 3D (2).
Ainsi, pour les applications dans la découverte et l’administration de médicaments, le passage des cultures cellulaires 2D aux cultures 3D augmente considérablement la robustesse des cellules à la toxicité, tant chez les cellules normales que cancéreuses, soulignant la nécessité de cultures cellulaires 3D (3,4).
Pourtant, un autre facteur qui différencie les cellules sous forme monocouche d’une tumeur 3D est la macrostructure tumorale et le macroenvironnement qu’elle supporte. La microstructure représente un microenvironnement qui diffère des tissus normaux en termes d'oxygénation, de pH, de perfusion et d'états métaboliques. Une fois que la cellule tumorale atteint une taille de 2 mm3, la diffusion fournit suffisamment d'oxygène à la tumeur, affectant ainsi son état hypoxique. Lié à l'hypoxie, le pH extracellulaire d'une tumeur est souvent inférieur, dans une plage de 6 à 7, à celui d'un tissu normal 7.4 en raison de l'utilisation de la glycolyse comme agent. source d'énergie pour les cellules hypoxiques. Par conséquent, le développement inapproprié d’un système vascularisé mature se traduit par des régions hypoxiques même dans les tumeurs vascularisées. Le résultat est une gamme hétérogène d’états métaboliques (5,6,7).
Bibliographie
1. Kristie M. Tevis,1 Yolonda L. Colson,2, * et Mark W. Grinstaff1, *sphéroïdes intégrés comme modèles du microenvironnement du cancer, PubMed Central,
2. Almany L, Seliktar D. Biomatériaux. 2005 ; 26:2467
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4. Loessner D, Stok KS, Lutolf MP, Hutmacher DW, Clements JA, Rizzi SC. Biomatériaux. 2010 ; 31:8494.
5. Sun T, Jackson S, Haycock JW et MacNeil SJ Biotechnol. 2006 ; 122 : 372.
6. Danhier F, Feron O, Préat VJ Control. Libérer. 2010 ; 148:135.
7. Bergers G, Benjamin LE. Nat. Révérend Cancer. 2003 ; 3:401
