Un vaisseau sanguin sur puce pour la recherche contre le cancer

Résultat scientifique

Si les phénomènes anatomiques ne sont pas toujours observables en direct, les organes sur puce offrent une alternative de choix pour les laboratoires. Des chercheurs de l’Institut des sciences industrielles de l’université de Tokyo, du CNRS et de l’Inserm ont ainsi créé un vaisseau sanguin dans un bloc de collagène, intégré à un système microfluidique. Ce dispositif a déjà permis de vérifier l’effet de deux médicaments anti-ang


Afin de se développer, les tumeurs solides ont besoin de puiser des nutriments dans le sang des patients. Elles sont pour cela capables d’induire l’angiogenèse, c’est-à-dire la formation des vaisseaux sanguins. Elles les attirent et se connectent ainsi à la circulation sanguine. Comme certains traitements ciblent ce phénomène pour limiter la croissance des tumeurs, des chercheurs ont conçu un vaisseau sanguin sur puce pour tester de nouvelles molécules actives contre ce phénomène. Très internationale, l’équipe comprend des membres du Laboratory for Integrated Micro Mechatronics Systems (LIMMS, CNRS/Université de Tokyo), du laboratoire Mécanismes de la tumorigenèse et thérapies ciblées (M3T, CNRS/Université Lille 1/Université Lille 2), du Laboratoire d'analyse et modélisation de systèmes pour l'aide à la décision (LAMSADE, CNRS/Paris Dauphine), du laboratoire Processus d'activation sélectif par transfert d'énergie uni-électronique ou radiatif (PASTEUR, CNRS/ENS Paris/UPMC) et des collaborateurs des États-Unis et du Japon.


Le système se présente sous la forme d’un bloc de collagène de quelques millimètres de côté. Un tunnel est creusé à l’intérieur et reçoit des cellules endothéliales, qui s’y développent et forment ainsi un vaisseau sanguin. L’ajout de facteurs de croissance des cellules endothéliales vasculaires déclenche l’angiogenèse qui, puisque la puce se place facilement sous un microscope, est observable à volonté.


Les chercheurs ont pu tester deux médicaments anticancéreux déjà utilisés en clinique, le sorafenib et le sunitinib, et confirmer leurs effets anti-angiogéniques. Le système permet également de mesurer les changements de la perméabilité des vaisseaux sanguins et, surtout, fournit un environnement calibré et reproductible pour les expériences. Ces travaux s’inscrivent dans le cadre du projet franco-japonais SMMIL-E1, dédié au développement de microsystèmes électromécaniques pour la recherche contre le cancer et récemment implanté à Lille. 

À gauche : microvaisseau faisant de l'angiogenèse ; à droite : microvaisseau pour lequel l'angiogenèse a été inhibée 
 
Figure conceptuelle de l’étude illustrant le contexte et l’enjeu de la technologie 
© 2018, Yukiko Matsunaga, Institute Of Industrial Science, The University Of Tokyo

Références :

A Vascular Endothelial Growth Factor-Dependent Sprouting Angiogenesis Assay Based
on an In Vitro Human Blood Vessel Model for the Study of Anti-Angiogenic Drugs

J. Pauty, R. Usuba, I. Gayi Cheng, L. Hespel, H. Takahashi, K. Kato, M. Kobayashi, H. Nakajima, E. Lee, F. Yger, F. Soncin, Y. T. Matsunaga
EBioMedicine, January 2018, Volume 27, Pages 225–236
https://doi.org/10.1016/j.ebiom.2017.12.014


 

  • 1. SMMIL-E = Seeding microsystems in medicine in Lille European Japanese technologies against cancer.

Contact

Fabrice Soncin
Chercheur
Joris Pauty
Chercheur
Communication INSIS