PHYSiC (Plasticity HeterogeneitY Stem Cancer) - Role of mechanical forces on cancer stem cells and their tumoral niche in the development of acute myeloid leukemia drug resistance

Méthodologie

Les deux laboratoires ont récemment développé un système de confinement de gel d'agarose doux unique pour pouvoir appliquer un stress de compression bien défini sur la population de cellules pendant une période prolongée sans altérer la survie des cellules avec l'hypoxie ou la consommation de nutriments. Cela permet d'évaluer spécifiquement l'impact d'un signal mécanique sans être altéré par des altérations des niveaux chimiques ou d'oxygène. Ainsi, nous comparerons les propriétés des CSC lors du confinement et du traitement en surveillant leur plasticité cellulaire et leur hétérogénéité, grâce à des techniques innovantes de code-barres et de vidéo-microscopie.

Résultats

1/ Développement d'un microsystème à base d'agarose, le système de confinement, qui permet le contrôle précis du confinement de populations cellulaires simples ou mixtes (Fig. 1) compatible avec la microscopie time-lapse, l'immunomarquage in situ et les analyses moléculaires standards, et peut être utilisé avec des lignées cellulaires adhérentes et non adhérentes. La viabilité cellulaire, évaluée par coloration des cellules vivantes et mortes, n'a pas été affectée jusqu'à 8 jours dans le système de confinement (Fig.3). Cependant, il y avait une diminution de la prolifération cellulaire lors du confinement pour toutes les lignées cellulaires testées. Le système de confinement de cellules molles est donc un outil précieux pour déchiffrer l'effet du confinement et de la déformation à long terme sur la biologie des populations cellulaires. 2/ Caractérisation biologique des CSC primaires en réponse à la compression/ Influence de la compression mécanique sur la résistance des CSC au traitement. Le projet a étudié les conséquences moléculaires et fonctionnelles du confinement prolongé de plusieurs cellules du microenvironnement, y compris les cellules souches mésenchymateuses primaires (MSC) et les lignées cellulaires endothéliales ou MSC et les altérations du sécrétome pendant le confinement.

Valorisation

Prunet A, Lefort S, Delanoë-Ayari H, Laperrousaz B, Simon G, Barentin C, Saci S, Argoul F, Guyot B, Rieu JP, Gobert S, Maguer-Satta V, Rivière C. A new agarose-based microsystem to investigate cell response to prolonged confinement. Lab Chip. 2020 Nov 7;20(21):4016-4030. doi: 10.1039/d0lc00732c. 

(A) Schematic representation of the two layers of cells inside the soft cell confiner. (B-C) Representative confocal images of leukemic cells (ML2, red) seeded on top of stroma cells (HS27A, blue) and inserted into the confiner with a height greater than both layers (h = 30 μm, unconfined, B) or smaller (h = 9 μm, confined, C) for 3 days. Scale bar = 50 μm (D) Bar graph showing ML2 cell area quantification from unconfined (A, the average projected area of 216 ± 133 μm²) or confined (B, the average projected area of 329 ± 155 μm²).