Accélérer et rendre plus accessibles les tests précliniques en chimiothérapie et la radiothérapie du cancer en utilisant le modèle de l'œuf et des stratégies d'impression 3D

Les coûts du traitement du cancer sont appelés à augmenter de façon significative en raison du vieillissement de la population ainsi que de l’émergence de nouveaux produits thérapeutiques. Cependant, le développement de technologies d’ingénierie biomédicale non fondées sur l’utilisation de rongeurs permettrait d’identifier et de tester des produits destinés à la recherche en oncologie plus rapidement. Cette approche aurait un impact majeur sur la durée et les coûts des essais précliniques qui éventuellement conduisent aux diverses phases d’essais cliniques. En fait, avec le développement de nouvelles technologies telles que la bioimpression de nouveaux modèles précliniques n’utilisant pas d’animaux mammifères, on pourrait bientôt révolutionner le domaine, d’abord en atténuant le fardeau financier de la recherche en oncologie, et par la suite en améliorant les effets thérapeutiques des nouveaux traitements à l’étude. Ces nouveaux modèles seraient plus éthiques et entraîneraient une réduction importante du nombre d’animaux de laboratoire à utiliser.

L’objectif principal du présent projet de recherche est de développer un nouveau modèle « in ovo » de tests vascularisés ne requérant pas de rongeurs, afin de tester des technologies de radiothérapie et des nouveaux médicaments anticancéreux. Notre équipe de recherche multidisciplinaire développera un procédé de bioimpression permettant de fabriquer des échafaudages d’hydrogels contenant des cellules cancéreuses humaines. Par la suite, ces tumeurs seront greffées sur la membrane chorioallantoïque (CAM) d’embryons de poulet : un organisme dont le système immunitaire n’est pas fonctionnel, donc qui ne rejette pas les cellules étrangères (ex. : les cancers humains). Ainsi, un implant appliqué sur la CAM induira la croissance des vaisseaux sanguins pour irriguer et nourrir les cellules cancéreuses imbriquées dans l’implant imprimé en 3D. Cette approche permettra de développer des tumeurs vascularisées volumineuses à partir de cellules humaines, et ce, en quelques jours seulement. La viabilité des cellules et la vascularisation seront mesurées par imagerie médicale. Le modèle sera utilisé pour la première fois dans de nouvelles approches de traitements du cancer (radiosensibilitation et nanocuriethérapie). Notre équipe de recherche démontrera que ce modèle biomédical peut être fabriqué : i) rapidement, ii) à forte cadence et iii) avec différentes lignées cellulaires largement utilisées dans les tests de radiothérapie interne (cancer du sein, de la prostate et de l’œil traités par curiethérapie). Pour les compagnies pharmaceutiques, ce nouveau modèle vascularisé serait à la fois beaucoup plus économique, rapide et éthique.

Ce projet de recherche est une collaboration entre trois (3) experts en bionanomatériaux et imagerie médicale (Dr Marc-André Fortin, Génie des Matériaux et CR-CHU de Québec – Université Laval), en chimie médicinale pour le traitement du cancer (Dr René C.-Gaudreault, Faculté de Médecine et CR-CHU de Québec – Université Laval) et en polymères biocompatibles pour les technologies médicales (Dr John Oh, Université Concordia). Les innovations découlant de ce projet permettront de former des étudiants chercheurs dans les domaines très dynamiques et en forte demande de personnel spécialisé que sont l’impression 3D biomédicale, les essais précliniques novateurs pour la découverte de nouveaux médicaments et les polymères pour applications biomédicales.

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