PLASTIMAX (PLASTIcity and extracellular MAtriX)

Contexte

Les cellules souches (SC) et les progéniteurs sont considérés comme des cellules à l’origine de plusieurs cancers, ce qui a vu naitre le concept de cellules souches cancéreuses (CSC). Leur survie peut être responsable de la résistance aux thérapies. Les CSC ont une puissante capacité à modifier la plasticité de leurs réseaux, grâce à des interactions continues avec leur niche, en particulier avec la matrice extracellulaire (MEC). Une augmentation du contenu et de la rigidité de la MEC a été mise en évidence dans le cancer du sein, sous-entendant que les caractéristiques physiques des SC et de leur niche sous-tendent la plasticité des SC conduisant à la transformation cancéreuse.

Objectifs

Le projet MicroPits a pour but de développer une série d'approches innovantes combinant des inserts de micro-culture sur mesure afin de permettre la croissance de sphéroïdes GoT dérivés de patients et les suivre par imagerie à haut débit pour : i) mieux caractériser leur hétérogénéité afin d’améliorer le diagnostic et ii) cribler des molécules pour développer de nouvelles thérapeutiques et une médecine personnalisée.

Méthodologie

Les deux partenaires ont testé la diffusion de la lumière Brillouin (BLS) pour évaluer les propriétés mécaniques des sphéroïdes formées par les cellules cancéreuses du sein. Le partenaire 1 a généré plusieurs lignées cellulaires à divers degrés de transformation, dérivées de la lignée cellulaire mammaire progénitrice bipotente MCF10A : MCF10A-CT, MC26 (peu transformées), MC26-R (cellules MC26 rendues résistantes au 5-fluorouracile [5-FU]) et M1B26 (hautement transformées). Deux autres lignées cellulaires, dérivées de cellules MCF10A-CT, ont été générées au cours de la 1ère année du projet : (i) un knock-out de l'expression du récepteur BMPR1A (Bone Morphogenetic Protein receptor 1A) ; (ii) cellules surexprimant BMPR1A. La composition de la MEC de chaque lignée cellulaire est obtenue grâce à une analyse protéomique approfondie, grâce à la plateforme de l'IRIC à Montréal.

Résultats

Les caractéristiques des CSC lors de la transformation et des traitements médicamenteux sont mesurées en fonction de la composition de la MEC, de la plasticité cellulaire et des caractéristiques mécaniques. La découverte de corrélations entre ces paramètres a permis de mieux comprendre l'intrication fonctionnelle entre propriétés de la MEC et mécanobiologie des lignées cellulaires mammaires, notamment en lien avec la voie de signalisation de la Bone Morphogenetic Protein (BMP).

Figure. 1. Cell line models of breast cancer progression obtained by exogenous MCF10A cell transformation. Breast cancer models were generated from parental MCF10A cells by chronic exposure to BMP2 and IL6 (MC26), or following receptor BMPR1B+ cell sorting and soft-agar assay (M1B26), compared to untreated long-term cultured MCF10A cells (CT). 2. Environmental microscope (left) coupled to a commercial VIPA system operating at 532 nm (right)