Couplage SdFFF et UHF-DEP : Technologie innovante d'isolement et de caractérisation des CSC appliquée au diagnostic et à la thérapie du cancer colorectal

Discipline

Biologie Chimie Santé mention Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie

Classification

Médecine et santé

Mots-clés libres

Cancer colorectal, Cellules souches cancéreuses, Identification sans marquage, Transcriptomique

Mots-clés

Cancer colorectal,

Cellules souches,

Biocapteurs,

Chimiothérapie,

Transcriptome

Les cellules souches cancéreuses (CSC) jouent un rôle central dans l’hétérogénéité cellulaire et la progression tumorale dans le cancer colorectal (CCR). Cependant, leur isolement est un défi en raison des méthodes classiques, basées sur le marquage fluorescent ou magnétique. Ces méthodes restent incertaines en raison de la plasticité des CSC, limitant ainsi leur utilité clinique. Dans cette étude, nous proposons un couplage innovant entre de tri cellulaire de fractionnement par couplage flux-force de sédimentation (SdFFF) et la méthode de détection par biocapteur à ultra-haute fréquence (UHF-DEP), toutes deux méthodes sans marquage. Cette approche a déjà montré son efficacité dans le cadre du glioblastome, et notre objectif est alors de démontrer son caractère universel et son application à d'autre types de cancer tel que le CCR. Ce couplage nécessite une adaptation instrumentale et méthodologique à la phase mobile des deux technologies, l'analyse fonctionnelle et phénotypique ainsi que pour la première fois une analyse transcriptomique à révéler que la SdFFF était capable d’isolée une sous population enrichie en CSC. Ces caractéristiques sont corrélées à des signatures électromagnétiques (SEM) spécifiques obtenue par le biocapteur UHF-DEP, démontrant ainsi l’efficacité du couplage SdFFF/UHF-DEP pour l'isolement et la caractérisation des CSC dans le CCR. Ces signatures étant corrélées non seulement à l'état de souchitude des populations, mais aussi à l'évolution des propriétés membranaires comme cela a été révélé par l'analyse transcriptomique.Pour approfondir l'intérêt de ce couplage, nous avons exploré son potentiel analyser les effets du 5-fluorouracile (5-FU, chimiothérapie clé dans le traitement du CCR), sur les sous-populations isolées. Ainsi nous avons comparé les SEM, et l’analyse transcriptomique de ces sous populations de CSC, dans le but d’identifier les modifications induites, ouvrant des possibilités d’applications en diagnostic et en suivi thérapeutique. Enfin, l'analyse de la SEM et du RNA-Seq d'une population cellulaire hétérogène traitée au 5-FU, triée puis caractérisée, a permis d'évaluer la capacité du couplage à identifier les cellules souches cancéreuses (CSC) résiduelles après traitement. Les résultats suggèrent une réduction de la population de CSC après traitement, soulignant le potentiel de cette approche pour évaluer l’efficacité thérapeutique et les changements induits par la chimiothérapie sur les CSC.Ces travaux démontrent le potentiel du couplage SdFFF/UHF-DEP en tant qu’outil de diagnostic et de personnalisation des traitements en oncologie, offrant des perspectives prometteuses pour une évaluation plus précise de la réponse thérapeutique et une optimisation des stratégies de traitement en fonction du profil cellulaire.