La tumorigenèse est un processus complexe en plusieurs étapes caractérisé par des changements moléculaires et morphologiques progressifs dans les cellules 1,2. Le carcinome épidermoïde de l’œsophage (ESCC), une tumeur maligne prévalente de mauvais pronostic 3,4, illustre cette progression progressive à travers quatre stades distincts : muqueuse normale, néoplasie intra-épithéliale de bas grade (LGIN), néoplasie intra-épithéliale de haut grade (HGIN) et carcinome invasif5. Tout au long de ces étapes, les cellules épithéliales présentent des changements dynamiques dans les modèles d’expression moléculaire et l’organisation spatiale, accompagnés de modifications systématiques de la morphologie des tissus à mesure qu’ils passent d’un état normal à un état malin 6,7. Malgré les progrès réalisés dans la compréhension de la pathogenèse de l’ESCC, l’absence de modèles expérimentaux qui récapitulent fidèlement les aspects spatiaux et temporels de l’évolution tumorale - tout en permettant des analyses histologiques et moléculaires systématiques - a entravé une compréhension mécaniste plus approfondie de la progression de la maladie et du développement thérapeutique.
Bien que les lignées cellulaires cancéreuses immortalisées en 2D aient apporté des contributions significatives à la compréhension de l’oncogenèse, elles sont intrinsèquement limitées dans la reproduction de la complexité biologique et des caractéristiques pathologiques des tumeurs natives8. Les modèles animaux, bien qu’ils fournissent un contexte in vivo, prédisent souvent mal les réponses humaines en raison de différences spécifiques à l’espèce9. En revanche, les organoïdes sont apparus comme une plate-forme préclinique transformatrice qui préserve fidèlement l’hétérogénéité cellulaire, l’architecture et la fonctionnalité des tissus humains 10,11,12,13. En tant que modèles précliniques, les organoïdes capturent mieux les caractéristiques des tumeurs primaires, ce qui permet une étude détaillée des événements moléculaires clés et des changements cellulaires au cours de la progression tumorale14. Par exemple, Chen et al. ont utilisé des organoïdes œsophagiens dérivés de patients à différents stades de l’ESCC pour élucider les interactions épithéliales-fibroblastes, validant ainsi l’axe de signalisation ANXA1-FPR2 en tant que moteur essentiel de la pathogenèse6 de l’ESCC. De même, Ko et al. ont utilisé des organoïdes œsophagiens génétiquement modifiés pour identifier les principaux déterminants génétiques à l’origine de l’initiation de l’ESCC et de l’évasion immunitaire, démontrant ainsi comment les modèles d’organoïdes peuvent récapituler efficacement les caractéristiques de la maladie et révéler de nouvelles cibles thérapeutiques15.
La méthodologie actuelle résout des problèmes importants dans la modélisation du cancer de l’œsophage en établissant un protocole reproductible pour générer des organoïdes ESCC à plusieurs étages qui reflètent la progression histologique de l’épithélium normal au carcinome invasif. Ce système intègre des conditions de culture optimisées à l’aide d’un milieu conditionné par L-WRN pour maintenir la souche épithéliale, combinées à des protocoles standardisés pour le traitement histologique et l’analyse par immunofluorescence multiplex (mIF), fournissant une plate-forme idéale pour analyser longitudinalement les changements spatiaux et moléculaires au cours de la tumorigenèse. Par rapport à d’autres techniques telles que les cultures 2D, cette plateforme organoïde préserve de manière unique l’architecture tissulaire, permettant la visualisation de marqueurs moléculaires organisés spatialement, y compris la protéine de point de contrôle immunitaire-L1 (CD274), qui médie l’évasion immunitaire tumorale en inhibant les réponses des lymphocytes T 16,17,18, et le marqueur de prolifération Ki-67. Le protocole permet le passage des organoïdes à partir de tissus œsophagiens et précancéreux normaux, aidant les chercheurs à construire un modèle organoïde continu du tissu normal à la tumeur19. En permettant une analyse détaillée des changements spatiaux et moléculaires au cours de la tumorigenèse, ce protocole offre aux chercheurs un outil puissant pour comprendre les mécanismes sous-jacents au développement et à la progression du cancer, ce qui pourrait conduire à de meilleures stratégies thérapeutiques.
Cette méthodologie est particulièrement adaptée aux chercheurs qui étudient la carcinogenèse épithéliale, les interactions entre le microenvironnement tumoral ou les réponses thérapeutiques dans l’ESCC et les tumeurs malignes squameuses associées. Sa conception modulaire permet de s’adapter à l’étude d’autres marqueurs moléculaires ou voies de signalisation, à condition d’intégrer des étapes de validation appropriées. En offrant une plateforme standardisée mais flexible, ce protocole vise à faire progresser la recherche préclinique en biologie tumorale et à accélérer la traduction des connaissances mécanistes en thérapies ciblées.