Tumeur sur puce pour amélioration du soin du patient
(TME On Chip)

Coordinateurs

Stéphanie Descroix (Physico-chimie Curie); Luc Cabel (Institut Curie, Ensemble hospitalier). 

Institutions et établissements impliqués

Institut Curie (INSERM U830, UMR CNRS 168, UMR CNRS 144) 

Contexte et défis

Le cancer est la principale cause de décès prématuré en France depuis 2004, avec environ 3,8 millions de personnes vivant actuellement avec un diagnostic de cancer. Pour améliorer la prise en charge des patients, il est crucial de développer de nouveaux concepts et technologies. Le cancer n’affecte pas uniquement les cellules tumorales, mais l’ensemble du microenvironnement tumoral (TME), composé de cellules immunitaires, fibroblastes, cellules endothéliales et de la matrice extracellulaire. Ce microenvironnement évolue constamment et influence la progression du cancer ainsi que la réponse aux traitements, notamment aux immunothérapies. Un défi majeur reste l’absence de modèles in vitro fiables dérivés des patients pour prédire efficacement la réponse aux traitements anticancéreux.

Objectifs scientifiques et solutions

Le projet « Tumor-on-Chip » (ToC) vise à développer des modèles de tumeurs sur puce dérivés de patients, capables de reproduire fidèlement la complexité de leur tumeur. Ces dispositifs permettront de prédire l’efficacité des traitements et d’identifier la thérapie la plus adaptée à chaque patient. Ce travail sera mené en collaboration avec des équipes de recherche interdisciplinaires et l’Institut Curie, centre de référence pour le traitement du cancer du sein en Europe.

Programme de recherche

Le programme de recherche se concentre sur le développement de ToC à partir de cellules primaires isolées de tumeurs de patientes atteintes de cancer du sein (BC), avec un focus particulier sur :

1. Les cancers du sein triple négatif (TNBC), représentant 10-15 % des cas, particulièrement difficiles à traiter.
2. Les cancers avancés, responsables de la majorité des décès.

Le modèle ToC intégrera des cellules tumorales, fibroblastes associés au cancer (CAF), cellules immunitaires et un vaisseau endothélial dans une matrice 3D, avec un environnement physico-chimique contrôlé. Deux types d’échantillons seront utilisés :

• Résection chirurgicale (75 % de réussite pour établir un ToC).
• Biopsie, moins invasive, mais nécessitant des développements technologiques pour adapter le modèle à un faible nombre de cellules.

L’objectif est de concevoir un ToC robuste, facile d’utilisation et capable de tester diverses combinaisons de médicaments.

Étapes clés du projet

Développement du modèle ToC patient :

Établissement des conditions minimales nécessaires pour reproduire la réponse antitumorale observée chez les patients.

Incorporation progressive de différentes populations cellulaires pour évaluer leur impact sur la réponse aux traitements.

Utilisation de techniques d’imagerie et d’apprentissage automatique pour suivre en temps réel l’activité cellulaire (migration, interaction, mort cellulaire).

Validation clinique :
Deux études cliniques seront menées :

Étude observationnelle pour évaluer la capacité du ToC à prédire la réponse des patients aux traitements dans les cancers du sein triple négatif précoce et avancé. Environ 80 patients seront inclus pour chaque stade, avec une évaluation de la concordance entre la réponse tumorale in vivo et in vitro.

Essai clinique interventionnel pour sélectionner les traitements en fonction des résultats du ToC. Cette étude visera à démontrer que le choix thérapeutique basé sur le « tumorogramme » améliore les taux de réponse (objectif : atteindre au moins 25 % de réponse, contre 10-15 % avec les chimiothérapies conventionnelles).obuste, facile d’utilisation et capable de tester diverses combinaisons de médicaments.