Des biologistes de l'Université de Northwestern à Evanston, Illinois ont mis au point une nouvelle méthode pour cibler et séparer les cellules cancéreuses des cellules normales. Ils ont créé un "piège" implantable, fabriqué à partir de matériaux biodégradables, qui permet de séquestrer de manière permanente les cellules cancéreuses.
Cet outil pourrait aider à contrôler la diffusion des métastases. Les résultats ont été publiés dans la revue "Nature Physics".
L'équipe de Bartosz Brzybowski, professeur d'ingénierie biologique et chimique à la "McCormick School of Engineering and Applied Science" de l' Université de Northwestern a conçu un dispositif implantable qui utilise le principe physique appelé "ratcheting" ("effet cliquet" en français). Il est constitué d'un système de minuscules canaux, de moins d'une dizaine de millimètres de large, qui dirigent la locomotion des cellules dans une direction donnée grâce à des obstacles asymétriques à l'intérieur des canaux. Ce système empêche le retour en arrière des cellules.
Le substrat utilisé dans les canaux se compose de molécules chimiques ayant soit une propriété adhésive pour les cellules, soit une propriété de répulsion. Les canaux sont conçus de telle sorte que les cellules fuient les zones répulsives et se localisent dans les canaux à cliquet. Les murs des canaux sont constitués de saillies à 45 degrés, alternant de chaque côté du canal, et formant ainsi le système à cliquet. Cette disposition en entonnoir dirige les cellules cancéreuses dans une seule direction, alors que les cellules normales s'agrippent aux saillies, pour se diriger dans la direction opposée.
Ces propriétés spécifiques vis-à-vis des canaux à cliquet s'expliquent par le fait que les cellules ont des formes et des mobilités différentes selon qu'elles sont cancéreuses ou normales : les cellules cancéreuses migrantes ont tendance à être plus arrondies et plus larges que les cellules normales, alors que les cellules épithéliales sont longues et minces avec des protubérances à l'arrière. Différents types de cellules ont été étudiés, comme des cellules normales, des cellules cancéreuses ou des cellules de mélanome vivantes, pour mettre au point ce dispositif.
Les scientifiques ont montré qu'en utilisant le même modèle et en modifiant l'agencement des cliquets, le déplacement des cellules de différents types peut s'effectuer soit dans la même direction, soit dans des directions opposées. Il est également possible de séparer partiellement un mélange de populations cellulaires différentes dans des réservoirs collecteurs différents.
Finalement, les chercheurs pensent qu'un support constitué d'un nombre important de canaux rangés de manière radiale, menant à un réservoir central, pourrait servir de "piège à cancer". "Implanté près d'une tumeur, les particules pourraient guider les cellules cancéreuses jusqu'à un réservoir, où elles seraient emprisonnées", explique Bartosz Grzybowski. Il propose également d'insérer ce type de particules dans les sutures lors de procédures chirurgicales.
