Actualités dans la lutte contre le glioblastome. Un projet vise à créer un modèle 3D de la tumeur cérébrale, reproduisant et modifiant également le microenvironnement tumoral, pour étudier comme jamais auparavant le comportement de cette tumeur très féroce qui a une survie à 5 ans après diagnostic de seulement 5 % ; de plus, l’objectif est de l’étudier avec des techniques quantiques afin d’approfondir chaque aspect et chaque comportement. C’est le cœur du travail de cinq ans « Q-Meta : Plateforme multidimensionnelle améliorée par quantum pour l’étude fonctionnelle du métabolisme des cellules cancéreuses », coordonné par Giada Bianchetti, biophysicien, chercheur à l’Université catholique du Sacré-Cœur de Brescia. Q-Meta a récemment obtenu un prêt du Fonds scientifique italien (Fis3) de plus d’un million d’euros dans le secteur des sciences de la vie.
Le glioblastome, la tumeur cérébrale la plus courante et la plus agressive chez l’adulte, représente un défi important dans le domaine de l’oncologie en raison de sa progression rapide, de sa résistance aux traitements et de son mauvais pronostic. Cette tumeur est en effet caractérisée par des altérations moléculaires clés qui, combinées à la forte hétérogénéité cellulaire qui la caractérise et à un microenvironnement tumoral très dynamique, constituent l’obstacle majeur à son traitement efficace.
L’étude. Q-Meta veut étudier la tumeur comme jamais auparavant. « Le point de départ – explique Bianchetti – est de créer un modèle tridimensionnel sans précédent de la tumeur, grâce à la bio-impression 3D, une technologie qui permet de construire des structures cellulaires complexes couche par couche, de manière contrôlée. Nous utiliserons une lignée cellulaire de glioblastome humain largement caractérisée et utilisée dans la recherche préclinique. Les cellules tumorales seront incorporées dans une « bio-encre », c’est-à-dire un matériau biocompatible qui agit comme un support tridimensionnel, avec d’autres composants fondamentaux de la tumeur microenvironnement tel que les fibroblastes associés à la tumeur, qui contribuent à la structure et à la rigidité du tissu, et les cellules endothéliales qui simulent la composante vasculaire. Grâce à la bio-impression séquentielle, ces différentes populations cellulaires seront organisées en une structure « en coque » tridimensionnelle, qui reproduit de manière plus réaliste l’architecture de la tumeur et son microenvironnement. pression, qui sont au cœur de notre étude.
Dans une phase ultérieure du projet, il pourrait y avoir l’introduction de cellules du système immunitaire, pour analyser plus complètement les interactions entre le compartiment tumoral, le stroma et la réponse immunitaire. Par la suite, sur ces modèles, les scientifiques étudieront tous les stimuli physiques, comme la pression exercée par les tissus environnants, qui se traduisent par des changements métaboliques des cellules tumorales, pour finalement comprendre comment les forces physiques régulent leur comportement biologique, et si ce mécanisme peut être exploité de manière contrôlée à des fins thérapeutiques. Pour les étudier, les scientifiques utiliseront des techniques quantiques.
Pour observer la tumeur et son comportement sans endommager les cellules, explique Bianchetti, « nous utilisons la microscopie à deux photons, une technique qui exploite la fluorescence faible mais physiologique des cellules elles-mêmes. Cela nous permet d’utiliser une lumière moins puissante que les techniques conventionnelles, réduisant ainsi le risque de phototoxicité et permettant d’observer des tissus plus profonds. En d’autres termes, le taux d’absorption augmente proportionnellement au nombre de photons disponibles. Avec la lumière classique, cependant, pour obtenir le même signal, il faut augmenter la puissance de la lumière, avec un plus grand risque d’endommager les cellules, ce qui signifie que nous pouvons obtenir un signal plus efficace en utilisant moins d’énergie lumineuse, mais en mesurant mieux, en maintenant les cellules dans les conditions les plus physiologiques possibles », précise le chercheur.
La création de modèles reproduisant fidèlement à la fois les tumeurs et leur microenvironnement environnant permet de mieux comprendre le rôle de ce dernier dans la progression tumorale et de développer des stratégies thérapeutiques plus ciblées, posant ainsi les bases d’avancées significatives en recherche biomédicale et en médecine personnalisée. « Le potentiel de Q-Meta va cependant au-delà de l’oncologie », souligne Bianchetti : « En fait, les spectroscopies améliorées par la lumière quantique, surmontant les limites de l’imagerie optique conventionnelle, offrent une sensibilité et une résolution exceptionnelles qui ouvrent de nouvelles opportunités dans divers domaines, du diagnostic précoce à la surveillance rapide des infections, jusqu’au contrôle qualité dans les secteurs industriels de haute précision, confirmant le rôle de cette technologie en tant qu’innovation de grande envergure pour la science et la technologie. »
