Développement de cancer sur puce : application au cancer du pancréas

L'adénocarcinome canalaire pancréatique (PDAC) est considéré comme l'une des formes les plus agressives du cancer du pancréas. En raison des limites des modèles précliniques traditionnels pour simuler la complexité du microenvironnement tumoral, un taux d'échec supérieur à 90 % est observé pour les nouvelles molécules thérapeutiques. Pour pallier cette insuffisance, l'enrichissement des modèles précliniques par l'ajout d'une troisième dimension est devenu nécessaire. Bien que les modèles tels que les sphéroïdes et organoïdes aient été introduits, leur reproductibilité et leur coût demeurent problématiques. La bio-impression 3D est ainsi apparue comme une alternative prometteuse, offrant une reproductibilité accrue grâce à son processus assisté par ordinateur, un contrôle architectural précis et une facilité d'utilisation. Toutefois, son application dans la modélisation du PDAC reste encore limitée. Un autre facteur crucial pour la modélisation tumorale est la prise en compte des conditions dynamiques, telles que le flux physiologique. Les systèmes microfluidiques, conçus pour l'ingénierie de cancers-sur-puce, ont émergé comme une solution efficace pour adresser cette dimension. Cette thèse explore le développement et l'application de la bio-impression 3D et des technologies microfluidiques pour la création de modèles plus fidèles aux conditions in vivo rencontrées lors du développement tumoral. Dans un premier temps, la bio-impression 3D a été utilisée pour élaborer la structure tumorale. Un hydrogel composé de gélatine et d'alginate de sodium a été formulé, et des cellules cancéreuses pancréatiques (Panc-1) ainsi que des fibroblastes associés au cancer (MeWo) y ont été intégrés. Le modèle tumoral bio-imprimé a ensuite été caractérisé à l'aide de diverses techniques pour valider sa viabilité et sa pertinence biologique. Sa réponse à la gemcitabine et son comportement après l'ajout de cellules immunitaires ont également été évalués. Ensuite, le modèle tumoral bio-imprimé a été intégré dans un dispositif microfluidique, permettant la culture du tissu sous un flux physiologique. Les résultats obtenus mettent en avant les avantages de la bio-impression 3D pour la modélisation du PDAC et soulignent le potentiel des systèmes microfluidiques pour étudier les interactions dynamiques au sein du microenvironnement tumoral. Ces découvertes ouvrent la voie à des recherches futures sur la caractérisation des structures bio-imprimées et la résolution des défis techniques liés aux systèmes microfluidiques, dans le but d'améliorer la précision et l'efficacité des modèles pour le développement de nouvelles thérapies anticancéreuses.