Évaluation du comportement des cellules tumorales de cancer bronchique non à petites cellules circulantes par une approche microfluidique - 17/02/23

Les cellules tumorales circulantes (CTC), qui constituent une classe particulière de cellules tumorales, sont à l’origine de la formation de métastases chez les patients atteints de cancer bronchique non à petites cellules (CBNPC). Les CTC restent peu étudiées chez l’Homme car difficilement individualisable des autres cellules circulantes sanguines. L’objectif du projet est de reproduire un modèle microfluidique de « mimétisme vasculaire » afin d’étudier le comportement et le phénotype des CTC lorsqu’elles sont mises en flux.

Le modèle microfluidique repose sur le système de pompe Ibidi®, qui mime les conditions de mise en circulation des CTC en permettant le contrôle de différents paramètres : contraintes de cisaillement, débit vasculaire, caractère pulsatile ou oscillant. Les cellules des lignées tumorigéniques bronchiques (A549, H2030-BrM3) sont mises en flux trois heures dans ce système puis collectées afin d’évaluer l’effet du flux sur la confluence (Spark Tecan), la prolifération (BrdU), la mort cellulaire (Cytochrome C) et l’expression de marqueurs de cellules souches (CD44v6) par comparaison à un groupe contrôle (cellules non mises en flux). Un modèle d’endothélium vasculaire cérébral est mis au point par la culture de HBEC-5i (human brain microvascular endothelial cell line) sur Micro-Slide I 0.4 en flux. Les cellules sont suivies en temps réel par acquisitions au microscope Time-Lapse.

Le système de pompe Ibidi® nous a permis de reproduire les contraintes d’un flux artériel (contraintes de cisaillement à 40dyn/cm²). L’ensemencement de cellules HBEC-5i dans la gouttière de lame Ibidi® préalable aux expérimentations peut permettre de reproduire un endothélium vasculaire cérébral. L’exposition des cellules A549 ou H2030-BrM3 à un flux de type artériel pendant trois heures diminue a posteriori leur prolifération (deux fois inférieure, p=0,0168) et augmente leur mort par apoptose (deux fois supérieure, p=0,11) ce qui se traduit par une confluence plus faible des cellules comparées à celles n’ayant pas été soumises à un flux préalablement à leur réensemencement, 24 ou 48h après ce dernier. Enfin, l’expression membranaire d’un marqueur de cellule souche (CD44v6) est augmentée de 15 % (p=0,24) suite à cette exposition des cellules A549 ou H2030-BrM3 à un flux type « artériel ».

Ce modèle vasculaire servira à évaluer les effets du flux sur les CTC. Les phénomènes d’adhésion et d’extravasation seront évaluables par la mise en flux des cellules tumorales au contact des cellules endothéliales. Déterminer le rôle d’une protéine dans les mécanismes de résistance au flux et dans les interactions cellulaires est possible par ce système. Les prochains travaux consisteront à évaluer l’impact de l’altération de la voie Hippo dans la dissémination de cellules tumorales bronchiques humaines des CBNPC.