Avant les études in vivo : criblage prédictif in vitro de nanovecteurs à base de sphingomyéline par le biais de méthodologies de culture cellulaire en 3D
À ce jour, une cinquantaine de nanomédicaments ont été approuvés pour la commercialisation. Cela témoigne incontestablement du potentiel de cette approche thérapeutique.
Parmi les différents systèmes, dans le cadre du projet Européen PANIPAC un intérêt particulier a été porté aux nanoparticules lipidiques (SNs) à base de vitamine E et sphingomyéline qui ont déjà prouvé être des vecteurs prometteurs pour l'administration efficace de substances anticancéreuses. En vue de leur application future dans le traitement du cancer du pancréas, leur évaluation dans des modèles in vitro appropriés, capables de reproduire la complexité physio-pathologique de cette tumeur, est essentielle.
Afin d'étudier le rôle des propriétés physico-chimiques de ces nanovecteurs sur leur capacité à pénétrer dans les tumeurs, des chercheurs de l'Institut Galien Paris-Saclay – IGPS (CNRS/UPSaclay, Châtenay-Malabry) ont construit un modèle de culture cellulaire en trois dimensions (3D) de type sphéroïde, intégrant des cellules cancéreuses pancréatiques humaines et de cellules de soutien (fibroblastes associés au cancer ou CAF).
L'attention s'est d'abord portée sur des nanoparticules dont la surface a été modifiée avec des chaînes courtes (1 kDa) ou longues (5 kDa) de poly(éthylène glycol) (PEG). L'encapsulation de la gemcitabine (traitement de première intention dans le cancer du pancréas) a permis d'évaluer leur activité cytotoxique.
Indépendamment de leurs propriétés de surface (fonctionnalisation ou non) les SNs ont pénétré avec succès à travers le sphéroïde. Malgré cette diffusion et bien que les SNs chargées en gemcitabine aient été plus efficaces que la molécule en forme libre sur des monocultures de cellules en 2D, cet avantage a été perdu dans le modèle tumoral en 3D. Ce dernier, étant capable de mimer la tumeur et son microenvironnement, a pu fournir une information plus fidèle sur la sensibilité des cellules aux traitements.
Ces résultats parus dans International Journal of Pharmaceutics encouragent fortement l'utilisation de méthodologies de culture cellulaire appropriées pour effectuer un criblage préclinique fiable des nanomédicaments in vitro et optimiser leurs propriétés afin de sélectionner les plus prometteurs avant les études in vivo.
Légende Figure : Pénétration dans les sphéroïdes tumoraux. (a) Images acquises par microscopie confocale des sphéroïdes après traitement (4 et 24 h) avec les nanoparticules lipidiques (SNs) avec ou sans modification de surface ; concentration en lipides 0.275 mg.mL-1 . Superposition des signaux de fluorescence : canal bleu qui montre tous les noyaux ; canal vert qui correspond aux nanoparticules marquées avec la sphingomyéline-TopFluor®. Barre d’échelle : 100 μm. (b) Quantification de la pénétration des SNs dans les sphéroïdes tumoraux à 4 et 24 h après incubation, (ns = non significatif).
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Contact : simona.mura@universite-paris-saclay.fr