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Method Article
* Ces auteurs ont contribué à parts égales
Les organoïdes générés à partir des tumeurs des patients sont injectés orthotopiquement dans le foie de la souris. La résection du tissu hépatique non tumoral conduit à un environnement régénérateur dans le tissu hépatique où se trouve la tumeur.
La récidive pose un défi notable après le traitement d’un carcinome hépatocellulaire (CHC), affectant plus de 70 % des patients qui subissent une résection chirurgicale. La récidive provient de micro-métastases non détectées ou d’un cancer de novo , potentiellement déclenché par une régénération hépatique postopératoire. Des recherches antérieures ont utilisé des lignées cellulaires CHC dans des modèles orthotopiques pour étudier l’impact de la régénération hépatique, mais leur validité limitée a suscité la nécessité d’un modèle plus représentatif. Ici, nous introduisons une nouvelle approche utilisant des organoïdes de CHC dérivés de patients pour étudier l’influence de la régénération hépatique sur le CHC.
Les tissus tumoraux des patients sont traités pour créer des organoïdes tumoraux, intégrés dans une matrice de membrane basale tridimensionnelle et cultivés dans un milieu spécifique au foie. Un million d’organoïdes sont injectés dans le lobe supérieur droit (RSL) de souris immunodéficientes, confirmant la croissance tumorale macroscopique par échographie. Le groupe d’intervention subit une résection du lobe latéral gauche (LLL) (30 % du volume total du foie) ou du lobe moyen (ML) (65 % du volume total du foie) pour induire une régénération hépatique au sein du site tumoral. Le groupe témoin subit une ré-laparotomie sans résection du tissu hépatique. Après 2 semaines, les deux groupes subissent une explantation de tumeur et de tissu normal.
En conclusion, ce modèle d’organoïde du CHC dérivé d’un patient offre une plate-forme robuste pour étudier l’impact de la régénération hépatique après la résection du cancer. Sa composition multicellulaire, sa diversité génétique et ses capacités de culture prolongée en font un outil inestimable pour étudier les mécanismes de récurrence du CHC et les interventions potentielles.
La récidive après un traitement par carcinome hépatocellulaire (CHC) est un défi important, affectant plus de 70 % des patients subissant une résection chirurgicale 1,2,3. Cette récidive peut résulter d’une micro-métastase non détectée (tumeur multicentrique) ou du développement d’un cancer de novo 4. Des études cliniques et expérimentales suggèrent que le processus de régénération hépatique déclenché par la résection chirurgicale pourrait activer des micro-métastases latentes, contribuant ainsi à la récidive tumorale.
D’autres recherches sont nécessaires pour comparer l’expression des gènes et des protéines dans les cellules hépatiques normales et malignes dans un environnement hépatique régénératif. En plus d’élucider les mécanismes sous-jacents à la récidive, l’identification de voies de signalisation ciblées spécifiques aux cellules cancéreuses offre un potentiel de progrès thérapeutiques substantiels. Cette approche vise à réconcilier les notions apparemment contradictoires d’un microenvironnement anti-tumoral et de conditions favorables à la régénération du foie.
Les modèles précédents ont utilisé l’injection orthotopique de lignées cellulaires CHC pour étudier l’impact de la régénération hépatique5. Ce modèle pionnier utilise des organoïdes de CHC dérivés de patients, offrant plusieurs avantages par rapport aux lignées cellulaires traditionnelles. Les organoïdes maintiennent des populations cellulaires diversifiées, reflétant la structure et la fonction du modèle, contrairement aux lignées cellulaires et aux sphéroïdes. Leur diversité génétique renforce la représentativité. De plus, les organoïdes offrent une stabilité pour une culture prolongée, ce qui permet des études d’intervention prolongées. Nous recommandons l’injection de RSL en raison de son potentiel de régénération supérieur par rapport au lobe inférieur droit (RIL). La méthode décrite ici fournit une plate-forme utilisant des organoïdes cancéreux présentant des avantages prononcés par rapport aux lignées cellulaires cancéreuses pour étudier la question de recherche susmentionnée.
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Des échantillons de foie utilisés pour la génération d’organoïdes ont été prélevés sur des patients opérés à l’Hôpital universitaire de Bâle (USB) après consentement éclairé écrit sous approbation du Comité d’éthique de la Suisse du Nord-Ouest et centrale (numéro BASEC 2019-02118). Toutes les expériences sur les souris ont été approuvées et réalisées conformément aux directives et règlements de la Commission de protection des animaux du canton de Bâle-Ville, Suisse (3123-33896). Toutes les souris appartenaient à la souche gamma de souris SCID diabétique non obèse (NOD) et étaient donc génétiquement modifiées pour être immunodéprimées ; Seuls des animaux mâles ont été utilisés. Voir le Tableau 1 et le Tableau des matériaux pour plus de détails sur les solutions, les réactifs, les matériaux et les instruments utilisés dans le protocole. Voir la figure 1 pour une vue d’ensemble de l’expérience.
1. Élevage de souris
2. Échantillons de patients et échantillons cliniques
3. Injection d’organoïde chez la souris
4. Résection mineure (30 % du tissu hépatique)
5. Résection majeure (65 % du tissu hépatique)
6. Fermeture de l’abdomen
7. Soins postopératoires
8. Surveillance de la croissance tumorale
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Nous avons examiné la contribution des lobes hépatiques uniques au volume total du foie et avons constaté que la LLL représente 33 % du volume total du foie. La CM représente 32 % du volume hépatique total, la LRS 13 %, la RIL 10 % et la CL 10 % (tableau 2). Les boîtes à moustaches montrent que la contribution relative des lobes hépatiques est comparable entre les différentes souris d’une même souche (Figure 3B). Par conséquent...
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Étapes critiques du protocole
Anesthésie chez la souris
Le but de l’anesthésie est de convertir la souris en toute sécurité dans un état dans lequel elle tolérera les manipulations chirurgicales. Dans le même temps, l’effet de l’anesthésie ne doit pas être trop fort, afin d’éviter l’arrêt cardiorespiratoire et la mort qui s’ensuit. L’anesthésie par inhalation est plus facile à doser, ce qui permet au chercheur d’ajust...
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Tous les auteurs n’ont aucune relation financière ou personnelle avec d’autres personnes ou organisations qui pourraient influencer de manière inappropriée leur travail. Cela inclut tout conflit d’intérêts potentiel, tel que des intérêts financiers, des affiliations ou des relations qui pourraient affecter leur capacité à présenter ou à interpréter les données de manière objective.
Nous remercions tous ceux qui ont participé à ce projet, en particulier Karolina Guja et le Dr Daniela Liberati, pour avoir maintenu les organoïdes et garanti une qualité reproductible dans le temps. Nous remercions Eva Breuer et Anurag Gupta du Laboratoire de chirurgie hépatobiliaire et de transplantation de l’Hôpital universitaire de Zurich pour leur soutien concernant l’anesthésie. Ce travail a été soutenu par le programme du département de chirurgie « Personenförderung » à G.F.H et F.H. ; la St. Clara Forschung AG et la « Stiftung zur Krebsbekämpfung » à la G.F.H. et à l’Université de Bâle, le Fonds de recherche Chercheur junior (3MS1087) à M.C-LL.
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Name | Company | Catalog Number | Comments |
Advanced DMEM/F12 (adDMEM/F12) | Life Technologies | 12634-034 | |
Bovine Serum Albumin (BSA) | Sigma-Aldrich | A3733-50G | |
Bupaq Buprenorphinum 0.3 mg pro 1 mL | Streuli Tiergesundheit AG | 1121915AB | |
Centrifuge 5810R | Eppendorf | ||
Collagenase IV | Worthington | LS004189 | |
Corning Matrigel Growth Factor Reduced (GFR) Basement Membrane Matrix (10 mL) | Corning (Merk) | CLS356231-1EA | |
Countess II Automated Cell Counter | Thermo Fisher | ||
Deoxyribonuclease I Type IV from Bovine (DNAse) | Sigma-Aldrich | D5025-150KU | |
DMEM (1x) | Gibco | 41965-039 | |
DPBS, no calcium, no magnesium (500 mL) | Gibco | 14190-094 | |
Fetal Bovine Serum (FBS) (South America). Heat Inactivated – (500 mL) | Lubio Science | S181H-500 | |
Glutamax (100x) | Gibco | 9149793 | |
Grant SUB Aqua Pro Water Bath | Grant Instruments | ||
HEPES (1 M) | Thermo Fisher | 15630056 | |
Histogel | Thermo Fisher | R904012 | specimen-processing gel |
Hyaluronidase Type IV from sheep (Tested) | Sigma-Aldrich | H6254-500MG | |
Inverted Microscope Olympus CKX53 | Olympus | ||
MacsMix Tube Rotator | Miltenyi Biotec | ||
Penicillin-Streptomycin-Glutamine (100x) | Gibco | 10378-016 | |
Red Blood Cell Lysis | Roche | 11814389001 | |
RPMI 1640 Medium | Gibco | 72400-021 | |
Trypsin-EDTA (0.25%), phenol red (100 mL) | Gibco | 25200-056 | |
Vitaris CO2 Incubator | Vitaris AG | ||
Y-27632 dihydrochloride (Rock Inhibitor) | Abmole Bioscience | M1817 |
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