L’impression 3D pour étudier le cancer des os

Des chercheurs de l’Université de Rice à Houston aux Etats-Unis ont utilisé l’impression 3D pour créer des répliques poreuses d’os afin d’étudier les tumeurs causées par des cancers osseux. Cette utilisation de l’impression 3D rejoint d’autres initiatives dans le domaine médical comme l’impression en 3D de tissus humains ou encore l’impression de peau.

Les chercheurs ont déterminé que les pores à l’intérieur de nos os ont un effet significatif sur la façon dont les cellules cancéreuses opèrent et se propagent. Le responsable du projet, Antonios Mikos, a ainsi utilisé des textures imprimées en 3D pour étudier la réaction des cellules du sarcome d’Ewing – un type de cancer des os. Grâce à son étude, les scientifiques ont découvert que la taille et la disposition des pores avaient un lien direct sur la façon dont les cellules cancérigènes, sensibles aux stimuli comme le stress, se prolifèrent.

Les travaux de l’Université Rice ont été publiés dans la revu ACS Biomaterials Science Engineering dans laquelle il est expliqué en détail qu’en fonction de la taille des pores et de l’espace qui existe entre eux, les nutriments et les cellules ne se déplacent pas de la même façon.

Conformément à la description de Mikos, la structure extérieure de l’os en polymère contient des pores artificiels qui limitent le flux de liquide et appliquent une contrainte de cisaillement aux cellules tumorales. En faisant varier la structure de ces supports imprimés en 3D et celle des pores, il a été possible de changer le flux des différents liquides ainsi que l’importance du cisaillement.

Les scientifiques estiment que cette découverte est très précieuse lorsqu’on étudie le cancer osseux et les traitements éventuels. « Nous avons pour objectif de développer des modèles de tumeur qui puissent capter toute la complexité des tumeurs in vitro et qui peuvent servir à tester des médicaments et à développer une plate-forme pour produire des médicaments tout en réduisant les coûts associés », explique Mikos.

Les chercheurs ont déclaré que le support imprimé en 3D leur a fourni une image bien plus réaliste de la structure osseuse et du comportement cellulaire. Ils ont imprimé chaque partie du support en trois tailles différentes (0,2 ; 0,6 et 1 mm) dans laquelle les cellules tumorales se sont dispersées. Ils ont ensuite utilisé un réacteur de perfusion pour imiter la poussée et la traction des liquides dans un environnement biologique.

En utilisant ce réacteur, ils se sont rendus compte que les couches avec des pores plus petits montraient une prolifération légèrement supérieure. Les cellules augmentent alors la production d’insuline, empêchant de mettre en place des traitements chimiothérapiques efficaces. La combinaison du cisaillement et la disposition du support crée différents niveaux de production des protéines. « Nos résultats montrent comment les supports imprimés en 3D peuvent efficacement façonner les différents aspects d’une tumeur et servir de tests pour les médicaments et de soins sur-mesure pour les patients » concluent les scientifiques de l’université.

L’étude de l’Université Rice est disponible ICI.

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