“PDAC-on-a-chip”

Crédit image : Prof. Halima Alem-Marchand & Dr. Lina Bezdetnaya

Résumé du projet

Ce projet vise à développer un modèle dynamique combinant impression 3D et microfluidique pour reproduire l’environnement tumoral du cancer du pancréas (PDAC). Cette approche innovante, basée sur un système breveté, permet d’étudier l’interaction des médicaments avec les cellules tumorales et leur environnement dans des conditions réalistes, en vue de prendre en compte les interactions protéines-nanoparticules qui influencent leur efficacité. 

Mené par Madame le Professeur Halima Alem-Marchand et Madame le Dr. Lina Bezdetnaya, ce projet associe expertise en nanomédecine et oncologie pour créer une plateforme avancée “cancer-sur-puce”, offrant des outils prédictifs et éthiques pour améliorer les traitements anticancéreux.

Points forts 

• Développement d’une plateforme avancée pour recréer un environnement tumoral réaliste du cancer du pancréas.
• Amélioration des thérapies anticancéreuses : Fournir des solutions pour mieux comprendre et optimiser les interactions thérapeutiques dans le but d’améliorer les résultats cliniques tout en réduisant le recours à l’expérimentation animale.

Objectifs

1. Créer des modèles de tumeurs réalistes afin d’élucider les limites de l’efficacité des traitements anticancéreux. 
2. Déterminer la concentration efficace des médicaments standards et comparer les résultats à différents débits pour mettre en évidence l’influence du flux et des interactions cellulaires sur l’efficacité thérapeutique.
3. Fournir de nouvelles informations sur les mécanismes de résistance 

Crédit image : Prof. Halima Alem-Marchand & Dr. Lina Bezdetnaya

Étapes clés (timeline) 

Mois 1‑Mois 8 : Elaboration du système 3D avec la tri-culture et sa caractérisation complète : choix de la concentration optimale, du ratio entres trois types cellulaires et de la viabilité. Techniques utilisées : microscopie de fluorescence, histologie, immunohistochimie, tests de viabilité et RT-qPCR. 

Résultat : Système 3D composé de Panc‑1, CAFs (cancer-associated fibroblasts) et THP‑1 (macrophages) caractérisées et viables.

Mois 9‑Mois 12 : Mise sous perfusion du système 3D dans le systèmes microfluique breveté. Etude de l’impact de la perfusion sur la structure déjà caractérisée au préalable (M1-M3).

Résultat : Système 3D composé de Panc‑1, CAFs et THP‑1 viables sous flux 

Mois 12-Mois 24 : Mise en contact de la Gemcitabine avec le système model 3D obtenu par bio-impression et étude sous différents flux rappelant la circulation sanguine.

Résultat : Détermination de la viabilité en fonction du flux ; Mise en évidence de la population majoritaire de macrophages (anti-tumoraux M1 et/ou pro-tumoraux M2) au sein de la structure. 

Biographies des Lauréates

Halima Alem-Marchand est docteure en Science des Matériaux de l’Université catholique de Louvain en Belgique.Son activité de recherche se concentre sur des approches interdisciplinaires visant à intégrer la bio-impression et les organes sur puce pour la modélisation des cancers ; travaux qu’elle mène notamment avec l’Institut de Cancérologie de Lorraine. Ses travaux ont abouti à l’émergence de la thématique des cancers sur puce, notamment reconnue par son intégration à l’IUF (Membre Junior 2019 – 2024).

Lina Bezdetnaya-Bolotine est docteur en biophysique de l’université médicale d’État de Moscou, en Russie. En 1993, elle rejoint l’université Henri Poincaré de Nancy puis est nommée professeure. Depuis 2005, elle fait partie du Centre de Recherche en Automatique (CRAN), CNRS, Nancy-Université où elle développe des modèles 3D pour reproduire le microenvironnement tumoral dans le but de proposer une approche par thérapie anti-cancéreuse personnalisée.