Les modèles cellulaires tridimensionnels (3D) accélèrent la recherche sur le cancer car ils ressemblent davantage au tissu tumoral dans plusieurs propriétés fonctionnelles et structurelles. Il s’agit, entre autres, de la production de matrice extracellulaire, de l’interaction entre les cellules, du maintien des gradients de nutriments et d’oxygène, et de réponses similaires aux traitements 1,2,3,4. Récemment, pour mieux refléter les conditions in vivo, des modèles 3D hétérogènes avancés impliquant divers types de cellules ont été développés 5,6,7.
Le lymphome non hodgkinien à cellules B (LNH-B) est un groupe hétérogène de tumeurs malignes provenant des lymphocytes B, qui font partie intégrante du système immunitaire8. Caractérisé par un large éventail de présentations cliniques et de caractéristiques histologiques, le B-NHL englobe un éventail de troubles, allant de formes indolentes avec une évolution clinique prolongée à des variantes agressives qui progressent rapidement 9,10. La pathogenèse du B-NHL et d’autres hémopathies malignes est souvent liée à l’impact du microenvironnement tumoral11,12. Par exemple, les cellules du lymphome se propagent souvent à la moelle osseuse, ce qui peut entraîner des complications potentiellement mortelles13. Les cellules stromales mésenchymateuses (CSM), qui sont les composants clés de la niche de la moelle osseuse, ont été reconnues pour avoir un impact sur la croissance et la progression tumorales14, en grande partie grâce à des interactions directes entre cellules 15,16,17 ; Il est donc urgent de développer des modèles qui permettent d’étudier ces interactions. Nous avons précédemment établi que les CSM, lorsqu’elles sont co-cultivées sur des hydrogels d’agarose avec des cellules de lymphome, s’auto-agrègent en sphéroïdes multicellulaires, les cellules stromales formant le noyau et étant uniformément entourées de cellules de lymphome18. Dans cet article, nous présentons un protocole pour la fabrication d’un modèle 3D hybride lymphome-cellules stromales à l’aide d’une pince optique.
Il y a plus de 35 ans, Ashkin a signalé pour la première fois le phénomène de piégeage optique non invasif des virus et des bactéries par faisceau laser focalisé19. De nos jours, les pinces optiques (OT) ont un impact croissant et dynamique dans le domaine biomédical, y compris la recherche en biologie cellulaire 20,21,22,23. L’OT a permis d’étudier non seulement les propriétés physico-mécaniques des cellules individuelles 24,25,26, mais aussi les interactions directes cellule-cellule au niveau d’une seule cellule, ainsi que l’arrangement et la structuration cellulaires 2D et 3D 27,28,29. La technique du piégeage optique est basée sur les forces optiques de l’ordre de quelques piconewtons exercées sous forme de rayonnement électromagnétique (photons), qui change de quantité de mouvement lorsqu’il interagit avec la matière30. En conséquence, en utilisant un ou plusieurs faisceaux laser, les opérateurs peuvent manipuler sélectivement les positions, le mouvement et la dynamique d’objets à l’échelle micro et nanométrique20. En pratique, la technique du piégeage optique permet le piégeage sélectif et non destructif des cellules vivantes, en les plaçant en contact avec la surface d’une autre cellule ou molécule et en déclenchant l’initiation du processus d’adhésion31. À l’aide des fonctionnalités ci-dessus, nous avons d’abord tenté de placer optiquement une seule cellule de lymphome sur une monocouche de cellules stromales afin d’étudier ses propriétés adhésives. Ensuite, nous avons évalué la capacité des pinces optiques à recréer physiquement un sphéroïde multicellulaire en mode33 en temps réel. Pour ce faire, les cellules individuelles du lymphome ont été piégées une par une et attachées à un sphéroïde stromal 3D préalablement préparé. Une autre applicabilité du piégeage optique était de mesurer le temps minimum d’adhésion cellule-cellule et d’évaluer les changements infimes d’adhésion résultant du traitement anticancéreux34,35. Bien que les modèles 3D soient largement utilisés dans la recherche sur le cancer, l’étude des premiers stades de la formation des sphéroïdes reste un défi. Cela est principalement dû à la disponibilité limitée de méthodes qui permettent de toucher le micro-monde avec une grande précision et un impact peu invasif en même temps. À l’inverse, le plein potentiel de l’OT n’a pas encore été atteint dans le cadre de l’arrangement et de la structure cellulaires en 3D. Ainsi, dans cet article, un flux de travail combiné pour générer une construction de lymphome 3D à l’aide de techniques 3D standard et de manipulations dans des pinces optiques est décrit étape par étape. Il est important de noter que le protocole peut être facilement adapté pour être utilisé avec d’autres types de cellules importantes dans les hémopathies malignes.