Une technique de culture cellulaire innovante récompensée
Des chercheurs de l'ETH Zurich ont mis au point une nouvelle technique de culture cellulaire qui permettra peut-être à l'avenir de se passer de certaines expériences sur les animaux. Les scientifiques ont reçu pour cela un prix international pour une utilisation plus humaine des animaux de laboratoire.
Une équipe dirigée par des scientifiques du Département des systèmes biologiques de l'ETH Zurich à Bâle a développé une plateforme technologique de culture cellulaire pour étudier l'interaction de substances actives avec différents échantillons de tissus corporels tridimensionnels. Alors que les expériences de culture cellulaire traditionnelles ont lieu sur une "pelouse cellulaire" plate dans une boîte de Pétri, la nouvelle technique utilise une puce dans laquelle sont utilisés de petits agrégats de cellules sphériques d'un diamètre d'à peine un demi-millimètre.
"Le comportement des microtissus tridimensionnels est plus proche de celui des organes dans le corps vivant que celui des cultures cellulaires traditionnelles et fournit donc des résultats plus pertinents", explique Olivier Frey, qui a joué un rôle déterminant dans le développement de la nouvelle méthode en tant que maître-assistant dans le laboratoire du professeur de l'ETH Andreas Hierlemann. Autre particularité de la nouvelle technique : en combinant des billes de différents tissus dans une puce, les scientifiques peuvent facilement tester l'interaction entre plusieurs types de tissus dans la culture cellulaire.
Des expériences plus complexes possibles
Cette technique permet notamment aux scientifiques de tester l'efficacité des médicaments, par exemple pour savoir si un agent anticancéreux potentiel inhibe la croissance des cellules tumorales. En combinant des tissus tumoraux et hépatiques sur une puce, les chercheurs peuvent examiner - comme l'a montré une étude de faisabilité - si le métabolisme hépatique atténue ou augmente l'activité du principe actif, et si le principe actif est toxique pour le foie.
D'autres combinaisons de tissus sont également envisageables : Les chercheurs prévoient ensuite un système avec des microtissus des organes impliqués dans le diabète, le pancréas et le foie. Outre le test de substances actives candidates, il serait envisageable d'utiliser la technique développée dans le cadre de la médecine personnalisée.
Récompense pour la réduction de l'expérimentation animale
La nouvelle technique se prête à répondre à des questions biomédicales complexes de manière plus complète que ne le permettent les expériences traditionnelles de culture cellulaire. Parmi elles, de nombreuses questions de recherche qui nécessitaient jusqu'à présent des expériences sur animaux. Cette technique pourrait donc contribuer à réduire le nombre d'expériences sur animaux dans la recherche biomédicale.
C'est pourquoi un comité d'experts internationaux a décerné le 2 novembre au consortium réunissant les scientifiques de l'ETH le "Global 3Rs Award/Europe", un prix international récompensant les efforts de recherche visant à réduire les expériences sur les animaux (voir encadré). Il s'agit déjà du deuxième prix de ce type pour le groupe de recherche. En 2014, elle a reçu un prix pour un autre système un prix décerné par le National Centre for the Replacement, Refinement & Reduction of Animals in Research britannique.
Le corps sur une puce
Cette nouvelle technique a été développée dans le cadre du projet de recherche européen "Body on a chip", coordonné par le spin-off de l'ETH Insphero et auquel ont participé d'autres partenaires européens du projet. "Body on a chip" (corps sur une puce) est un clin d'œil au terme "Lab on a chip", qui désigne des plateformes d'analyse de laboratoire miniaturisées.
Les caractéristiques essentielles de la puce de culture cellulaire des scientifiques de l'ETH sont quatre orientations (ou six dans la dernière génération de puces), dans lesquelles les chercheurs introduisent les billes de tissu, ainsi que deux réservoirs pour le milieu nutritif. Un microcanal relie les orientations et les réservoirs entre eux. Des mouvements de bascule permettent de déplacer légèrement et en continu les billes de tissu et de les alimenter en nutriments et en substances à tester.
Cette nouvelle technique est actuellement utilisée dans le cadre d'un projet de la Commission pour la technologie et l'innovation (CTI) de la Confédération suisse, en collaboration avec Insphero et l'entreprise pharmaceutique Roche. "Si cette phase de test dans l'industrie se déroule avec succès, on pourra penser à une commercialisation", explique le professeur Hierlemann de l'ETH.
Les principes des 3R
Les efforts en vue d'un traitement plus humain et plus éthique des animaux de laboratoire sont souvent regroupés sous le terme "3R". Les trois R signifient les termes anglais "replacement" (remplacer les expériences sur les animaux par des expériences qui ne nécessitent pas l'utilisation d'animaux de laboratoire), "reduction" (réduction du nombre d'animaux de laboratoire utilisés) et "refinement" (réduction de la contrainte pour les animaux pendant une expérience et meilleure planification des expériences). Plusieurs organisations au niveau national et international s'engagent à promouvoir ces principes, dont l'Association for Assessment and Accreditation of Laboratory Animal Care International (page externeAAALAC International), qui a été réalisée en collaboration avec l'International Consortium for Innovation and Quality (page externeQI) in Pharmaceutical Development la page externePrix 3Rs mondiaux , qui a publié un rapport sur le sujet.
Bibliographie
Kim JY, Fluri DA, Marchan R, Boonen K, Mohanty S, Singh P, Hammad S, Landuyt B, Hengstler JG, Kelm JM, Hierlemann A, Frey O : 3D spherical microtissues and microfluidic technology for multi-tissue experiments and analysis. Journal of Biotechnology 2015. 205 : 24-35, doi : page externe10.1016/j.jbiotec.2015.01.003