L'EPFL a créé des mini-côlons pour lutter contre le cancer

Des scientifiques de l’EPFL ont réalisé une avancée révolutionnaire dans la recherche sur le cancer en créant des côlons miniatures cultivés en laboratoire qui peuvent reproduire fidèlement le développement de tumeurs colorectales. Cette approche offre de nouvelles perspectives pour étudier la maladie et tester des traitements.

Dans le combat contre le cancer, il est crucial de développer des modèles plus sophistiqués et plus réalistes pour étudier la formation des tumeurs. En effet, les modèles animaux ne permettent pas de suivi en temps réel et les méthodes traditionnelles de culture cellulaire ne reproduisent pas les interactions complexes des facteurs impliqués dans le développement des tumeurs.

Même les modèles plus récents et plus avancés pour l’étude du cancer, tels que les organoïdes (de minuscules versions d’organes cultivés en laboratoire) ne reproduisent pas fidèlement les comportements cellulaires ni l’architecture tissulaire observés dans les vraies tumeurs. Cette lacune empêche de comprendre les processus complexes à l’origine de la formation et de la progression des tumeurs ainsi que leurs réponses aux traitements. Des modèles plus sophistiqués sont donc nécessaires pour reproduire avec précision la complexité des cancers.

En combinant des techniques de microfabrication et d’ingénierie tissulaire, des scientifiques ont développé un nouveau modèle de tissus miniatures de côlon capable de simuler fidèlement et à l’extérieur du corps le processus complexe de la formation de tumeurs. Cette avancée scientifique majeure permet l’obtention de tumeurs très similaires à celles que l’on trouve in vivo.

Récemment publiée dans la revue «Nature», cette avancée a été réalisée par Luis Francisco Lorenzo Martín, Tania Hübscher et d’autres membres de l’équipe de Matthias Lütolf à l’EPFL. Elle a également impliqué la participation de l’équipe de Freddy Radtke (EPFL) et de collègues de l’Institute of Human Biology de Roche.

Les côlons miniatures sont complexes: ils reproduisent non seulement la structure physique du tissu du côlon (un lumen en forme de tube avec des cryptes caractéristiques), mais aussi la diversité cellulaire observée in vivo à l’état sain et à l’état pathologique.

Une autre caractéristique importante des côlons miniatures est qu’ils peuvent être amenés à développer des tumeurs «à volonté» et dans des zones ciblées: un avantage considérable pour la recherche sur le cancer. Les chercheurs ont pu activer des oncogènes inductibles à l’aide de l’«optogénétique», une technique de pointe qui utilise la lumière pour contrôler des processus biologiques tels que l’expression des gènes.

En intégrant un système sensible à la lumière bleue dans les côlons miniatures, les chercheurs leur ont donc fait subir des mutations oncogéniques contrôlées, ce qui permet de suivre l’évolution de la tumeur avec un niveau de détail sans précédent. Cette approche a permis aux scientifiques de provoquer des changements ciblés dans des populations cellulaires spécifiques à l’intérieur des côlons miniatures, reproduisant ainsi l’apparition localisée du cancer colorectal dans l’organisme.

La possibilité de déclencher ces changements génétiques à l’aide de la lumière dans les tissus de côlon miniatures permet non seulement une activation plus précise et contrôlée des oncogènes, mais aussi de disposer d’un outil efficace pour étudier les processus dynamiques du développement tumoral et la réponse cellulaire à ces mutations en temps réel. Cette utilisation innovante de l’optogénétique ouvre de nouvelles voies pour décortiquer les mécanismes moléculaires et cellulaires du cancer.

En manipulant les conditions génétiques et environnementales, les chercheurs ont également pu reproduire et observer divers comportements tumoraux dans les côlons miniatures. Ils ont même pu identifier des facteurs clés influençant la progression du cancer, par exemple l’association de la protéine GPX2 aux caractéristiques des cellules souches et à la croissance tumorale.

Cette recherche révolutionnaire offre un nouvel outil pour explorer les mécanismes à l’origine du cancer colorectal et tester des thérapies potentielles, en particulier lorsqu’elle est appliquée à des tissus provenant de patients humains. La capacité des côlons miniatures à reproduire le développement des tumeurs peut réduire notre utilisation des modèles animaux, ce qui a le potentiel d’accélérer la découverte et le développement de nouveaux traitements.