Divers modèles de tumeurs sur puce ont été développés jusqu'à présent, mais l'architecture, la composition et le dialogue entre les cellules doivent encore être reproduits plus fidèlement pour obtenir des réponses valables aux questions liées à l'évolution spatio-temporelle du couple tumeur-microenvironnement.
Nous avons proposé un processus de fabrication pour produire des dispositifs fluidiques 3D avec un rapport d'aspect adapté pour la culture à long terme de sphéroïdes tumoraux. La lithographie 2PP utilisant le système Nanoscribe a été appliquée pour la fabrication d'un moule principal avec différentes hauteurs, pour les canaux fluidiques adjacents et pour la chambre du sphéroïde, jusqu'à 500 µm. Pour assurer la fabrication à grande échelle de séries de dispositifs fluidiques à faible coût, un processus de réplication très simple dans une résine époxy a également été proposé pour produire des répliques de moules sur une grande surface.
Ensuite, des sphéroïdes de tumeurs hétérotypiques du cancer du pancréas, utilisés comme modèle de tumeur avec une forte réaction fibrotique, ont été chargés et cultivés dans le dispositif. Si la hauteur de la chambre centrale est trop petite et limitée à 100 µm, le sphéroïde apparaît aplati et ne peut se développer qu'horizontalement en raison de l'espace restreint disponible. L'augmentation de la hauteur de la chambre à 500 µm favorise une croissance et une migration plus graduelles des cellules, grâce à l'espace disponible pour l'évolution du sphéroïde. Ainsi, en ajustant le rapport d'aspect, nous avons conçu et étudié différents dispositifs. Et nous avons fourni une preuve de concept de l'opportunité de leur application pour la culture de sphéroïdes tumoraux.
Ils pourraient trouver une application potentielle en tant qu'outil permettant d'acquérir une connaissance approfondie de la manière dont le microenvironnement (par exemple, les signaux biochimiques et biomécaniques) régit la fonction tumorale (par exemple, la croissance et la capacité migratoire), mais aussi de la manière dont les cellules affectent leur environnement 3D (par exemple, la dégradation de la matrice, la création de gradients métaboliques).
References :
Fabrication of high aspect ratio microfluidic devices for long term in vitro culture of 3D tumor models
Martina Ugrinica,b, Dominique Decaninib, Nadège Bidana, Gianpiero Lazzaria, Abdelmounaim Harourib, Gilgueng Hwangb, Anne-Marie Haghiri-Gosnetb,*, Simona Muraa,*
Microelectronic Engineering 267–268 (2023) 111898
DOI : https://doi.org/10.1016/j.mee.2022.111898
Ce travail a été soutenu par une subvention publique de l'Agence Nationale de la Recherche (ANR) dans le cadre des Investissements d'Avenir (référence : ANR-10-LABX-0035, Labex NanoSaclay)" et par la Fondation ARC pour la recherche sur le cancer (PJA20181207698).
aUniversité Paris-Saclay, CNRS, Institut Galien Paris-Saclay, 92296, Châtenay-Malabry, France
bCentre de Nanosciences et Nanotechnologies, UMR9001, CNRS, Université Paris-Saclay, 91120, Palaiseau, France
Figure : (a) Images SEM en vue latérale du moule principal 3D IP-Q microfluidique à deux couches avec la chambre centrale de 500 μm de haut et les canaux latéraux de 100 μm de haut, et grossissement sur la structure du pilier ; (b) images représentatives des sphéroïdes hétérotypiques PANC1:CAF08 cultivés dans l'appareil sur une période de 8 jours. Jour 0 indique le jour de transfert sphéroïde via le trou perforé (diamètre : 1 mm ; anneau intérieur bordure noire dans les images).
