3D Lung Model

Allocation post-doctorale, 18 mois - AAP 2017-1

Equipe : « Nanomédicaments pour le traitement des maladies graves » Institut Galien

Porteur du projet : Patrick Couvreur

Résumé :

L'utilisation des NanoMOFs (nanoparticules à base de matériaux hybrides organiques-inorganiques) a été envisagée pour des applications thérapeutiques dans le domaine de la nanomédecine. Ainsi, la collaboration active entre l'Institut Galien et l’Institut des Matériaux Poreux de Paris a permis l'encapsulation efficace de composés anticancéreux et antiviraux dans les NanoMOFs. Des études toxicologiques (aiguës et subaiguës) ont démontré le caractère biocompatible de ces nanomatériaux et leur voie de métabolisation a pu être identifiée. Très récemment, des études chez l’animal ont démontré que des NanoMOFs chargés en médicament anticancéreux pouvaient s’accumuler sélectivement au niveau pulmonaire et traiter efficacement une tumeur expérimentale du poumon chez la souris. Le but du présent projet est de mieux comprendre,  au niveau cellulaire, comment les NanoMOFs peuvent interagir avec des cellules cancéreuses de poumon. En général, les études in vitro sont réalisées sur de simples monocultures de cellules cancéreuses en 2D. Cependant, ces modèles ne prennent pas en compte la physiologie complexe de la tumeur, son caractère multicellulaire ainsi que son micro-environnement. Le projet de recherche se propose donc d'appliquer les méthodologies de la culture cellulaire 3D pour construire un modèle multicellulaire de tumeur de poumon (sphéroïdes multicellulaires) capable pour reproduire in vitro les interactions complexes et le dialogue entre cellules cancéreuses et stroma, afin de mieux comprendre l’interaction des nanoMOFs avec le tissu tumoral. Pour atteindre ces objectifs, le projet sera organisé autour de 3 tâches principales: (1) la construction d’un modèle de sphéroïdes mimant un nodule de tumeur pulmonaire, (2) la conception des nanoMOFs sensibles au pH avec différentes propriétés physico-chimiques et (3) l’étude de l’effet de ces nanoMOFs sur le modèle de tumeur 3D, permettant de prévoir l’activité pharmacologique des nanoMOFs in vivo. En cas de succès, ce projet aura des impacts scientifiques, technologiques, sociaux et économiques importants. Il permettra d’évaluer de manière plus précise le potentiel anticancéreux des nanoMOFs, en identifiant les plus efficaces et en facilitant l’arbre décisionnel des études pré-cliniques. Ce projet permettra également de réduire de manière significative le nombre d'animaux nécessaires aux études précliniques et de répondre ainsi aux législations Françaises et Européennes en vigueur, concernant l'utilisation des animaux de laboratoire. À plus long terme, l'utilisation de cellules cancéreuses de poumon issues de patients ouvrira des perspectives intéressantes pour une médecine plus personnalisée et mieux adaptée à chaque patient.