Le cancer du sein est une tumeur maligne qui provient des tissus épithéliaux mammaires en raison de modifications génétiques, de dysrégulations hormonales et d’autres facteurs pathogènes. C’est la malignité la plus courante chez les femmes dans le monde et présente des schémas épidémiologiques uniques ainsi qu’une hétérogénéité intratumorale importante 1,2. DOX, un agent chimiothérapeutique de première ligne, s’intercale dans l’ADN, inhibe l’activité de la topoïsomérase II et induit la rupture des brins d’ADN, déclenchant finalement l’apoptose dans les cellulestumorales 3. Les systèmes traditionnels de culture cellulaire bidimensionnelle sont limités dans leur capacité à reproduire l’organisation cellulaire complexe et l’hétérogénéité des tumeurs mammaires. En revanche, les BCO sont des structures tridimensionnelles dérivées des tissus tumoraux du patient qui conservent les caractéristiques clés de la tumeur d’origine, notamment la composition cellulaire, l’architecture tissulaire et les phénotypes moléculaires. Notamment, les modèles BCO démontrent une forte concordance avec les réponses cliniques aux médicaments ; pour un agent thérapeutique donné, la concordance de réponse négative atteint 100 %, et la concordance de réponse positive atteint 98 % entre les BCO et le patientcorrespondant 4.
Les BCO servent de modèle in vitro avancé qui reprend les caractéristiques structurelles et fonctionnelles clés des tumeurs primaires et ont été largement appliqués pour étudier la tumorigenèse, la progression de la maladie et la résistancethérapeutique 5. L’initiation tumorale dans le cancer du sein repose généralement sur l’inactivation coopérative de plusieurs gènes suppresseurs tumoraux, tels que TP53, PTEN, RB1 et NF1, car les altérations d’un seul gène sont insuffisantes pour provoquer la transformation maligne de l’épithélium mammaire normal. Ce processus s’accompagne d’une perte de polarité cellulaire, d’une désorganisation architecturale et d’une proliférationincontrôlée 6,7,8.
Le test de comète (également appelé électrophorèse en gel unicellulaire, SCGE) est une méthode classique permettant d’évaluer les dommages causés par l’ADN au niveau de la cellule unique. La technique a été introduite pour la première fois par Rydberg et Johanson en 1978, puis affinée par Ostling et Johanson, qui ont établi le test de comète neutre pour détecter les ruptures de double brin d’ADN. En 1988, Singh et ses collègues ont intégré des conditions d’électrophorèse alcaline, permettant la détection de ruptures d’ADN monobrin, de sites abasiques et de lésions alcalines, élargissant considérablement l’application dutest 9. Le principe fondamental du test de comète est que la mobilité électrophorétique de l’ADN dépend de l’intégrité de l’ADN. Après l’inclusion de l’agarose et la lyse pour retirer les membranes et protéines cellulaires, les fragments d’ADN endommagés migrent vers l’anode lors de l’électrophorèse pour former une « queue de comète », tandis que l’ADN intact reste près du site de chargement, formant la « tête de comète »10. Des paramètres tels que la longueur de la queue, le pourcentage d’ADN caudal ( % d’ADN caudal) et le moment olive de la queue permettent une évaluation semi-quantitative ou quantitative des dommages à l’ADN, et des schémas expérimentaux temporels peuvent être utilisés pour évaluer la capacité de réparation de l’ADN. En raison de sa grande sensibilité, de ses faibles besoins en apport d’échantillons et de sa relative simplicité procédurale, le test de comète a été largement utilisé en toxicologie génétique, biologie du cancer et études de réponse médicamenteuse, notamment pour évaluer les dommages à l’ADN induits par des agents chimiothérapeutiques et la radiothérapie, ainsi que les mécanismes de résistance des cellules tumorales. Le test est très sensible aux conditions expérimentales et à la variabilité procédurale, et la reproductibilité ainsi que la comparabilité inter-laboratoire dépendent de flux de travail standardisés et d’analyse automatiséed’images 11. Ces dernières années, l’intégration de logiciels d’imagerie à haut débit, de modèles organoïdes et de systèmes d’édition génétique a encore renforcé l’utilité du test de comète pour étudier les dommages et mécanismes de réparation de l’ADN et pour évaluer les réponses au traitement tumoral.
Comparé aux tests traditionnels sur les dommages à l’ADN tels que la coloration par immunofluorescence γ-H2AX ou la cytométrie en flux, le test de comète fournit un moyen direct de quantifier les ruptures physiques des brins d’ADN au niveau unicellulaire. Parce que cette méthodologie fonctionne indépendamment de l’expression protéique spécifique ou de la spécificité des anticorps, elle élimine efficacement les résultats faux négatifs résultant de variations dans les états du cycle cellulaire ou d’aberrations dans les voies de réponse aux dommages àl’ADN 12. De plus, contrairement aux cultures monocouches bidimensionnelles conventionnelles, le modèle organoïde tridimensionnel utilisé dans cette étude récapitule plus fidèlement l’architecture spatiale complexe, les interactions matricielles extracellulaires et les gradients de perméation des médicaments des tumeurs in vivo. Alors que les modèles traditionnels de lignées cellulaires surestiment souvent la génotoxicité due à la surexposition artificielle aux médicaments, la plateforme organoïde évalue les dommages à l’ADN induits par la DOX dans un microenvironnement qui reflète de près les conditions physiologiques cliniques, améliorant ainsi considérablement la fiabilité et la valeur translationnelle de ce paradigmede dépistage 13.
Malgré les avantages substantiels du test de comète intégrée à organoïdes établi dans cette étude pour évaluer les dommages à l’ADN, sa mise en œuvre pratique nécessite une prise en compte attentive de plusieurs limitations techniques et paramètres d’applicabilité liés à l’apport d’échantillons. Le protocole nécessite une dissociation enzymatique approfondie mais douce des organoïdes pour obtenir une suspension unicellulaire hautement viable. Une densité de semis de 15 000 à 20 000 cellules primaires de cancer du sein par 100 μL de la matrice membranaire basale (~200 cellules/1 μL) soutient la signalisation paracrine intercellulaire nécessaire à la formation robuste de sphères tout en empêchant la nécrose centrale induite par l’hyperdensité et une déplétion rapide des nutriments. Concernant la fenêtre thérapeutique, ce test nécessite une calibration minutieuse de la concentration de DOX et de la durée d’exposition afin d’éviter une mort cellulaire excessive (>20–30 %). L’exposition supralétale à des drogues génère une abondance de comètes « hérissons », qui masquent les véritables signaux de dommages à l’ADN et confèrent l’interprétation des données. Concernant les limites du test, le faible débit intrinsèquement du test standard sur comète alcaline le rend inadéquat pour le dépistage de drogues à haut débit. De plus, cette technique exige une standardisation rigoureuse des procédures expérimentales — y compris la stabilité de l’adhérence du gel, la durée de déroulement alcalin et l’uniformité électrophorétique — car même de minuscules déviations opérationnelles peuvent introduire d’importantes erreurs systémiques.
En conclusion, ce protocole établit les BCO humains et démontre la faisabilité d’appliquer le test de comète pour quantifier les dommages à l’ADN induits par la DOX. Après un traitement DOX à 8 μM sur des BCO pleinement établis, les dommages à l’ADN ont été évalués à l’aide du test de comète. Cette approche permet une évaluation stable et directe des dommages à l’ADN induits par la DOX.