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Progress in prostate cancer study: 3D cell culture enables the ex vivo reproduction of tumor characteristics
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Edité par CCSD ; Elsevier Masson [1983-....] -
International audience. Despite new therapeutics options, Prostate Cancer (PCa) remains a public health challenge because of its high incidence and mortality. Limits in PCa research come from the lack of in vitro and in vivo models that mimic the human disease. Currently, 2D in vitro tissue culture models of PCa are widely used but they present numerous limits. They do not reproduce cellular morphology, tissue architecture, inter-patients and intratumor heterogeneity. Furthermore, they lack two key components of PCa tumors, the tumoral microenvironment and the cancer stem cells. In vivo murine models of PCa cannot be representative of all the genetic alterations known in prostate tumors and they hardly reproduce the pathophysiology of human metastatic progression. Consequently, the physiology of these in vitro and in vivo models do not well represent patients tumors. 3D cell cultures overcome many of these limits by sharing morphologic characteristics with in vivo tumors as well as reproducibility of in vitro models. 3D models of PCa include spheroids derived from tumor cell lines, and organoids, derived from patient. In 3D cell cultures, cell fitness is maintained, the physiological cells-cells and cell-matrix interactions are restored and an extracellular matrix surrounds the cells. Organoids, generated from PCa primary tumors or metastases, allow studies on cancer stem cells and their microenvironment. Moreover, organoids retain genetic integrity of PCa tumors. PCa organoid model is an innovative tool that offers great perspectives of therapeutic screening. In the future, organoids generated from patients’ biopsies may also lead to personalized medicine. . Malgré les progrès thérapeutiques, le cancer de la prostate (CaP) reste un enjeu de santé publique par son incidence et sa mortalité élevée. Les difficultés de la recherche sur le CaP viennent du manque de modèles précliniques in vitro et in vivo capables de reproduire ses caractéristiques. Actuellement, les cultures de lignées cellulaires de CaP in vitro en 2D sont les plus répandues, mais elles ont de nombreuses limites. Elles ne reproduisent pas la morphologie cellulaire, l’architecture tissulaire, et ne reflètent pas l’hétérogénéité tumorale entre les patients et au sein même de la tumeur. De plus, elles sont dépourvues du microenvironnement tumoral et des cellules souches cancéreuses qui sont deux acteurs incontournables du CaP. Les modèles in vivo murins du CaP ne représentent pas le spectre des altérations génétiques de la maladie et ont des difficultés à reproduire le processus métastatique. Par conséquent, la physiologie de ces modèles in vitro et in vivo est extrêmement éloignée de celle des tumeurs prostatiques des patients. Les modèles de culture cellulaire en 3D s’affranchissent de ces limites en partageant les caractéristiques des tumeurs in vivo tout en en gardant la reproductibilité expérimentale des modèles in vitro. Les modèles en 3D du CaP comprennent les sphéroïdes qui dérivent des lignées cellulaires tumorales, et les organoïdes issus des tumeurs primaires ou des métastases du CaP. Dans ces structures, la morphologie cellulaire est conservée, une matrice extracellulaire entoure les cellules et les interactions cellules-cellules et cellules-matrice sont préservées. De plus, les organoïdes conservent les altérations génétiques des tumeurs prostatiques dont ils dérivent et ils permettent l’étude des cellules souches cancéreuses au sein d’un microenvironnement. Les organoïdes ouvrent la perspective de tests thérapeutiques couvrant le large spectre des phénotypes du CaP. Les organoïdes générés à partir de biopsies de patients pourraient de plus, mener vers une médecine personnalisée.
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