L’invasion des cellules cancéreuses reste un sujet important mais peu étudié dans le contexte de la co-invasion de cellules immunitaires comme les macrophages. L’invasion collective et individuelle des cellules cancéreuses est un processus critique au cours des métastases et il a été démontré qu’elle réduit le taux de survie des patients atteints de cancer en raison de la multiplicité des infestations de différents organes 8,9. Les études in vivo sont complexes et sont limitées aux laboratoires ayant accès à des installations d’hébergement pour animaux. De plus, il est également difficile de contrôler les conditions in vivo ou de manipuler spécifiquement des aspects individuels. Par conséquent, la nécessité d’un système plus accessible reste essentielle pour répondre aux questions fondamentales de la première ligne de recherche.
Avec la méthode présentée ici, nous avons développé une méthode dans laquelle i) les cellules immunitaires et ii) le comportement des cellules cancéreuses, iii) la croissance et le développement d’un sphéroïde solide, et iv) l’impact des cellules du microenvironnement tumoral environnant (TME) sur les composants de la MEC peuvent être analysés plus en détail. Il peut être utilisé pour comparer l’impact des macrophages modifiés (par exemple, appauvris pour des régulateurs spécifiques par le traitement par siRNA) sur le caractère invasif de cellules cancéreuses individuelles à partir d’un sphéroïde solide. Il n’est actuellement pas clair si le réarrangement physique du TME ou les facteurs sécrétés représentent la cause principale du comportement observé des cellules cancéreuses et doit être analysé plus en détail.
En outre, les cellules cancéreuses elles-mêmes pourraient également être manipulées, par exemple par un traitement par siRNA ou l’élimination de régulateurs spécifiques. De plus, l’analyse peut être améliorée en comparant le nombre de noyaux comptés dans le profil cellulaire identifié afin de permettre une détermination plus précise des cellules cancéreuses envahissantes.
Nous avons utilisé ce test pour déterminer l’impact des macrophages dans le TME sur l’invasion des cellules tumorales. Cependant, il convient également de noter que les cellules tumorales sont susceptibles d’influencer l’activité des macrophages, éventuellement par le biais de facteurs sécrétés dans les milieux. Il serait donc également utile d’identifier les changements dans les macrophages, tels que l’altération de l’état de polarisation (M1 vs M2) par coloration par immunofluorescence à l’aide d’anticorps respectifs. Dans le passé, la comparaison entre les cellules cultivées en monocouches et celles cultivées dans un environnement 3D a montré des différences significatives dans leurs profils d’expression10.
De plus, le tri cellulaire activé par fluorescence (FACS) des sous-populations de macrophages et leur intégration dans la procédure expérimentale pourraient être instructifs. Enfin, une imagerie plus détaillée des zones de contact où les macrophages interagissent avec les cellules cancéreuses ou la surface du sphéroïde tumoral pourrait conduire à l’identification d’autres mécanismes pertinents pour l’invasion et l’interaction 3D.
Il est à noter que le positionnement précis du sphéroïde au centre du puits après l’ajout du mélange de collagène ne peut pas être entièrement contrôlé. La quantité de collagène sous le sphéroïde est particulièrement difficile à réguler. Ici, d’autres méthodes ont été mises au point pour permettre un positionnement précis du sphéroïde, par exemple au-dessus de moules d’agarose avec des échantillons de11 plus élevés. Cependant, comme la libération de cytokines est un mécanisme courant, tous les sphéroïdes de ce test multi-sphéroïde sont exposés à des facteurs sécrétés, et le nombre de cellules immunitaires agissant sur un seul sphéroïde est difficile à contrôler.
L’une des limites fondamentales de ce protocole est la capacité des lignées cellulaires cancéreuses à former des sphéroïdes uniformes, ne s’appliquant ainsi qu’à un sous-ensemble de lignées cellulaires. Par exemple, les cellules de mélanome MeWo forment des structures 3D inégales, semblables à des feuilles, mais pas de sphéroïdes uniformes.
Il convient également de noter que le test est très adaptable, car bon nombre de ses caractéristiques peuvent être modifiées, telles que le matériel ECM, le nombre de cellules ou en ajoutant des facteurs spécifiques tels que des cytokines au surnageant. Il devrait donc être parfaitement adapté aux études initiales in vitro de l’interaction cellule cancéreuse/cellule immunitaire et peut être adapté à la question de recherche spécifique actuellement abordée.