Une étude, dont les résultats intitulés "Engineering of a Microscale Niche for Pancreatic Tumor Cells Using Bioactive Film Coatings Combined with 3D-Architectured Scaffolds" ont été publiés dans la revue ACS AMI, a permis, en utilisant des processus presque entièrement automatisés, de concevoir un microenvironnement tridimensionnel où des cellules forment un tissu semblable à une mini-tumeur.

Relevons tout d'abord que "les cultures tissulaires sur support rigide (plastique ou verre) sont actuellement incapables de reproduire les conditions biophysiques, chimiques et physiologiques d'un microenvironnement tumoral". Comme, par ailleurs, les modèles in vivo actuels nécessitent, "des procédures longues et coûteuses et soulèvent des questions éthiques liés à la manipulation d'animaux", il s'avère très souhaitable "de développer de nouveaux modèles in vitro, imitant le microenvironnement tumoral in vivo, à tous les stades du développement".

Concrètement, "In vivo, la tumeur est entourée d'une matrice extracellulaire. qui est un réseau enchevêtré de protéines, de sucres et de facteurs de croissance fournissant aux cellules cancéreuses "les protéines nécessaires à leur soutien biochimique et structurel, ainsi que les facteurs de croissance agissant sur les réponses cellulaires". En outre, "elle leur permet de communiquer entre elles, par le biais de signaux biochimiques et mécaniques".

Dans ce contexte, cette étude a fait appel à "des films multicouches de polyélectrolytes pour imiter la composition de cette matrice" de sorte qu'il est possible de "moduler l'épaisseur, la chimie et les propriétés mécaniques de ces nanofilms biomimétiques, qui peuvent libérer des protéines et des médicaments à destination des cellules humaines". Ces films, qui "peuvent être déposés au moyen d'un automate sur des échafaudages tridimensionnels réalisés à façon par photo-polymérisation d'une résine", rendent possible la création d'architectures 3D aux surfaces bio-fonctionnalisées.

Dans le prolongement de précédents travaux, ont été sélectionnés "des films à base d'acide hyaluronique (un des principaux constituants de la peau) et de poly(L-lysine), un polypeptide employé couramment en culture cellulaire". C, es films, après élaboration, sont "réticulés chimiquement pour moduler leur rigidité puis, dans une dernière étape, des protéines sont chargées au sein des films".

Ils possèdent ainsi deux caractéristiques majeures de la matrice extracellulaire : une rigidité contrôlée et une réserve de protéines à diffuser aux cellules au fil du temps. Dans ce microenvironnement synthétique et bioactif, il est apparu "que les cellules cancéreuses s'auto-organisent, migrent et prolifèrent pour former un tissu semblable à une microtumeur en trois dimensions".

En fin de compte, "l'adhésion et la prolifération de cellules cancéreuses du pancréas sont influencées par les signaux biomécaniques et biochimiques venant du film biomimétique d'une manière spécifique pour chaque type de cellule": en particulier, "les protéines morphogénétiques osseuses de type 2 et 4 apparaissent comme des facteurs importants dans le cancer du pancréas".