Avancées dans les modèles de recherche sur le cancer de la vessie

Le cancer de la vessie, c'est un gros problème de santé et l'un des types de cancer les plus coûteux à traiter. Chaque année, de plus en plus de gens sont diagnostiqués avec cette maladie, et le nombre de décès dus au cancer de la vessie est aussi en hausse. Les traitements disponibles peuvent varier selon le type et le stade du cancer, mais globalement, les résultats de ces traitements n'ont pas vraiment progressé ces 40 dernières années, surtout comparé à d'autres types de cancer.

#Types de cancer de la vessie

Il y a deux formes principales de cancer de la vessie : le cancer de la vessie non invasif musculaire (NMIBC) et le cancer de la vessie invasif musculaire (MIBC). Le NMIBC est plus courant, représentant environ 75 % des cas. Cette forme peut être divisée en catégories de risque faible, intermédiaire et élevé selon l’agressivité du cancer. Chaque catégorie a des options de traitement différentes.

Les traitements de première ligne pour le NMIBC incluent généralement des procédures pour enlever la tumeur, de l’immunothérapie avec un vaccin appelé Bacillus Calmette-Guerin (BCG), et de la chimiothérapie avec des médicaments comme la mitomycine C et le cisplatine. Dans les cas plus avancés de NMIBC, les médecins peuvent utiliser un traitement de deuxième ligne avec de la gemcitabine combinée à d'autres médicaments de chimiothérapie.

Pour les NMIBC à haut risque, il y a un risque élevé de récidive, ce qui veut dire que le cancer peut revenir même après le traitement, et certains cas peuvent progresser vers un cancer invasif musculaire.

Le MIBC nécessite un traitement plus agressif, commençant souvent par de la chimiothérapie suivie d'une chirurgie pour enlever complètement la vessie. Les taux de survie pour ce type de cancer de la vessie sont préoccupants, avec environ 49 % des patients survivant cinq ans après le traitement et seulement 36 % survivant dix ans. Même ceux qui récupèrent font face à des défis dans leur vie quotidienne à cause de l'impact de la maladie et du traitement sur leur qualité de vie.

#Défis dans le traitement du cancer de la vessie

Le cancer de la vessie est difficile à traiter, en partie à cause de sa nature variée. Chaque tumeur peut se comporter différemment, rendant difficile la recherche de traitements efficaces sur mesure pour chaque type de cancer. Cette inconsistance dans les résultats des traitements pourrait expliquer pourquoi les progrès ont été plus lents que pour d'autres types de cancer.

Actuellement, de nombreux labos utilisent des souris comme modèles pour étudier le cancer de la vessie. Cependant, utiliser ces souris pose plusieurs défis. Ça peut être chronophage et coûteux, et il y a des régulations strictes sur la recherche animale. De plus, il peut falloir des mois pour établir une maladie chez les souris, et parfois, les cellules cancéreuses humaines ne se comportent pas comme dans un corps humain. Ce décalage souligne le besoin de meilleurs modèles pour étudier le cancer de la vessie.

#Nouvelles approches dans le modélisation du cancer de la vessie

Une nouvelle approche prometteuse consiste à créer des modèles utilisant des cellules tumorales humaines combinées à un environnement humain-like. Les chercheurs explorent des systèmes de culture cellulaire 3D pour faire pousser des cellules tumorales dans des arrangements plus complexes, leur permettant de communiquer comme elles le feraient dans une vraie tumeur. Cela peut aider à reproduire plus fidèlement comment le cancer progresse et réagit aux traitements.

Les chercheurs ont aussi fait des avancées dans le développement de petits modèles d'organes qui imitent les tissus de la vessie humaine. Ces modèles utilisent des cellules humaines et peuvent se développer en structures ressemblant de près aux tissus normaux de la vessie. Ils permettent aux chercheurs d'observer comment les cellules cancéreuses interagissent avec leur environnement et comment elles pourraient réagir à différents traitements.

Dans notre labo, on a créé un modèle 3D de tissu de vessie humaine capable de survivre dans l'urine, ce qui est vital pour la recherche sur le cancer de la vessie. Ce modèle est dérivé de cellules spécifiques de la vessie humaine et permet aux chercheurs d'étudier comment le cancer se développe dans un environnement ressemblant de près à la vessie humaine.

On a aussi combiné ce modèle de vessie avec des sphéroïdes de cellules cancéreuses provenant de lignées cellulaires courantes pour étudier comment ces cellules cancéreuses se comportent dans un cadre plus réaliste. En utilisant des marqueurs qui sont importants dans le diagnostic du cancer de la vessie, on peut évaluer si notre modèle se comporte comme de vraies tumeurs chez les patients.

#Comprendre le modèle urinaire humain 3D

Pour établir notre modèle de cancer de la vessie, on a commencé avec des cellules de vessie cultivées dans une structure 3D unique. Ces cellules peuvent former des couches similaires à celles trouvées dans les vessies humaines. En permettant à ces cellules d’interagir avec des sphéroïdes de cancer de la vessie, on peut observer comment le cancer se comporte dans un cadre plus réaliste.

Quand on a testé notre modèle, on a pu voir que les sphéroïdes de cancer à bas grade et à haut grade affichaient des caractéristiques différentes lorsqu'ils étaient intégrés dans notre modèle de vessie. Les sphéroïdes de cancer à bas grade gardaient une forme arrondie, tandis que les sphéroïdes à haut grade s'étalaient et s'intégraient davantage dans les couches de tissu de la vessie. Cette différence est importante parce qu'elle reflète comment les différents grades de cancer se comportent dans le corps.

#Évaluation du modèle avec des biomarqueurs

Pour évaluer si notre modèle représente fidèlement les tumeurs humaines de la vessie, on a étudié l'expression de biomarqueurs spécifiques. Ces biomarqueurs peuvent aider à identifier le type de cancer et son agressivité. Par exemple, une protéine appelée GATA3 est souvent trouvée dans les tumeurs à bas grade de la vessie mais est absente dans les tumeurs à haut grade.

Dans notre modèle, le GATA3 était présent dans les sphéroïdes de cancer à bas grade, confirmant que notre modèle reflète les caractéristiques de vraies tumeurs. On a aussi regardé d'autres protéines couramment utilisées dans le diagnostic du cancer de la vessie, comme CK7 et CK20. CK7 était exprimé dans nos modèles, tandis que CK20 était absent dans les deux types de cancer, ce qui est cohérent avec le comportement typique du cancer.

Les cadherines, des protéines qui aident les cellules à adhérer ensemble, sont aussi cruciales dans la progression du cancer. Dans les tumeurs à bas grade, l'E-Cadhérine est généralement exprimée, soutenant l'adhésion cellulaire, tandis que les tumeurs à haut grade expriment souvent la N-Cadhérine, indiquant un comportement plus agressif. Notre modèle a montré les expressions attendues de l'E-Cadhérine et de la N-Cadhérine dans les sphéroïdes appropriés, renforçant encore sa pertinence pour la recherche.

#Indicateurs de progression du cancer

Les métalloprotéinases matricielles (MMP) sont des enzymes qui ont été associées à la progression du cancer à travers leur rôle dans le mouvement et l'invasion cellulaire. On a examiné l'expression des MMP -2 et -9 dans les sphéroïdes cancéreux cultivés dans notre modèle. Les deux enzymes étaient présentes dans nos sphéroïdes à bas grade et à haut grade, fournissant des informations sur leur migration et leur comportement agressif.

L'utilisation du marqueur de prolifération Ki-67 nous a aussi aidés à comprendre comment les cellules cancéreuses s'adaptaient à notre modèle. Dans les sphéroïdes de cancer à bas grade, il y avait une expression de Ki-67, indiquant que ces cellules étaient actives et se multipliaient. En revanche, les sphéroïdes de cancer à haut grade montraient une expression limitée de Ki-67, suggérant qu'ils avaient des difficultés à se développer dans l'environnement urinaire.

#Test des effets de la chimiothérapie

On a aussi évalué à quel point notre modèle pouvait être utilisé pour tester des traitements. Un traitement standard pour le cancer de la vessie est la Mitomycine C (MMC), qui fonctionne en endommageant l'ADN des cellules cancéreuses. On a appliqué différentes doses de MMC à nos modèles cancéreux pour examiner son efficacité à tuer les cellules cancéreuses.

Dans les modèles RT112 à bas grade, le traitement par MMC a entraîné des signes clairs de dommages et de mort cellulaire, visibles avec des changements morphologiques dans les sphéroïdes. Dans les modèles T24 à haut grade, on a observé une tendance similaire, mais certains sphéroïdes étaient plus petits et plus endommagés comparés aux témoins non traités.

#Conclusion

Le modèle 3D de cellules cancéreuses de la vessie humaine intégré dans un tissu de vessie sain offre une nouvelle manière d'étudier ce type de cancer. En utilisant des cellules humaines dans un environnement urinaire, on a créé un cadre plus réaliste pour observer comment le cancer se développe et réagit à différents traitements.

Nos découvertes indiquent que ce modèle a du potentiel pour tester de nouvelles thérapies et peut aider les chercheurs à mieux comprendre le cancer de la vessie au niveau moléculaire. Bien qu'il y ait encore des limites, comme l'absence d'un système immunitaire complet ou d'un approvisionnement en sang, cette nouvelle approche peut conduire à de nouvelles avancées dans la recherche et le traitement du cancer de la vessie à l'avenir.

De plus, au fur et à mesure que les chercheurs travaillent à améliorer ces modèles, une possibilité excitante est d'utiliser des cellules tumorales dérivées de patients. Ce changement pourrait permettre une approche plus personnalisée pour tester de nouveaux traitements et fournir des informations précieuses sur la façon dont différents cancers se comportent chez les individus. En continuant à développer et affiner ces modèles, on peut ouvrir la voie à de meilleures stratégies et thérapies dans la lutte contre le cancer de la vessie.