Axe 2 | Contraintes mécaniques sur le phénotype et la génotoxicité hépatocytaires

Dynamique du Micro-Environment et Cancer [Dymec]

Les cultures 3D dans des biomatériaux sont de plus en plus développées permettant une analyse des variations phénotypiques dépendantes de facteurs exogènes et contaminants de l’environnement tels que les amines hétérocycliques aromatiques. Dans l’équipe, nous avons développé et optimisé des modèles 3D de culture de cellules hépatiques normales et transformées (rat, souris, homme), dans un contexte de forces modulables. Ces cultures pourront permettre de nombreuses applications en médecine régénératives et ingénierie tissulaire.

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  • Mise en place et optimisation d’un modèle de sphéroïde et d’organoïde de cellules hépatiques humaines en culture 3D, dans un but d’ingénierie cellulaire. 

Le bon maintien des fonctions différenciées et de biotransformation des xénobiotiques font des cultures hépatiques 3D un modèle de choix pour des applications en biotechnologie. Nous confirmons l’avantage de ces cultures pour le maintien des enzymes du métabolisme des xénobiotiques, à moyen et long terme, des cellules transformées issues d’hépatocarcinomes et d’hépatocytes humains en culture primaire (CRB santé, CHU-Rennes, SFR Biosit). 

Nous construisons des structures complexes 3D de cellules hépatiques dans des matrices mimant au plus proche l’architecture in vivo, et effectuons des impressions 3D de cellules parenchymateuses et non-parenchymateuses (co-cultures 3D d’organoïdes) à l’aide d’une imprimante 3D, par micro-extrusion. Cette technologie permet d’effectuer des agencements cellulaires précis, ainsi qu’une robotisation avec une reproductibilité et précision de quelques microns en trois dimensions.

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  • Analyse des effets génotoxiques des contaminants de l’environnement

Il est de plus en plus admis que certains contaminants de l’environnement influencent fortement la fréquence des atteintes hépatiques chez l’homme et sont soupçonnés jouer un rôle dans l’incidence des cancers du foie. En effet, 80% des cancers chez l’homme sont suspectés être dus, en partie, à des contaminants de l’environnement et de l’alimentation. Il est difficile d’extrapoler les résultats obtenus chez les rongeurs à l’homme en raison des fortes différences d’expressions et d’affinités des enzymes de biotransformation. Dans les hépatocytes humains normaux et transformés en culture 3D, nous déterminons l’activation métabolique des contaminants et identifions, les adduits à l’ADN dans le but de déterminer le potentiel génotoxique de ces composés avec des traitements aigues ou chroniques.

Ces dernière années, nos approches ont permis de comprendre la génotoxicité des Amines Hétérocycliques Aromatiques (contaminants préoccupants) dans le foie humain par ces approches in vitro mais également in silico (axe 4).

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