Une puce pulmonaire imite une radiolésion

Des chercheurs du Wyss Institute de l’Université Harvard ont développé une puce microfluidique capable de reproduire certaines caractéristiques des lésions pulmonaires induites par les radiations. Les poumons sont très sensibles aux radiations, ce qui peut limiter le recours à la radiothérapie pour traiter le cancer. Une modélisation précise des lésions pulmonaires radio-induites pourrait aider à développer de nouvelles méthodes pour prévenir et traiter ce phénomène. Cependant, avant l’introduction des modèles avancés d’organes sur puce, cela était difficile à étudier. La puce pulmonaire présentée ici contient des cellules épithéliales alvéolaires pulmonaires humaines qui interagissent avec les cellules capillaires pulmonaires. L’objectif est de restaurer l’interface alvéolaire-capillaire. En irradiant ensuite la puce, les chercheurs peuvent surveiller en détail les effets sur ces populations cellulaires et essayer de nouveaux traitements pour réduire les effets des radiations.

Les poumons sont très sensibles aux rayonnements, une exposition importante entraînant des lésions pulmonaires liées aux rayonnements. Cela se manifeste par une inflammation et une fibrose persistantes, qui peuvent altérer la fonction pulmonaire. Cela peut constituer un problème pour les survivants d’accidents nucléaires qui peuvent avoir inhalé des particules contaminées, mais peut également affecter les patients soumis à une radiothérapie, où une limitation de la dose est nécessaire pour éviter des dommages importants aux poumons. Quoi qu’il en soit, découvrir comment et pourquoi les poumons sont si sensibles aux radiations et tester de nouveaux traitements offre de l’espoir à ces patients.

Le problème est qu’il a été difficile d’étudier ce phénomène. Les lésions pulmonaires radio-induites sont une maladie complexe et peuvent varier considérablement selon le patient en raison de divers facteurs de risque. De plus, les modèles animaux de la maladie ne récapitulent généralement pas sa présentation complexe et soulèvent de sérieuses préoccupations éthiques. En réponse, ces chercheurs ont développé une solution avancée in vitro Système capable d’imiter certains aspects des lésions pulmonaires induites par les radiations.

La puce est un système de culture microfluidique qui contient des cellules épithéliales alvéolaires pulmonaires humaines dans un canal, où elles sont exposées à l’air comme dans les poumons, et des cellules endothéliales capillaires pulmonaires dans un autre canal, qui sont exposées à un milieu nutritif comme substitut sanguin. Ce milieu contient également des cellules immunitaires, car elles sont importantes dans les blessures liées aux radiations. Les deux canaux sont séparés par une membrane semi-perméable. La puce peut être exposée à des doses de rayonnement cliniquement pertinentes et les réponses cellulaires peuvent ensuite être mesurées.

L’équipe a quantifié l’apparition de ce que l’on appelle les « taches de dommages à l’ADN » provoquées par la protéine de réparation p53. Chaque spackle visible représente un tel foyer, et le nombre de spackles dans les cellules épithéliales (rangée du haut) et les cellules endothéliales (rangée du bas) augmente avec la dose de rayonnement qu’ils transmettent à l’interface alvéolaire-capillaire des puces. Crédit photo : Institut Wyss de l’Université Harvard

“Mieux comprendre comment les dommages causés par les radiations se produisent et trouver de nouvelles stratégies pour les traiter et les prévenir représentent un défi à multiples facettes qui nécessite des solutions entièrement nouvelles compte tenu des menaces nucléaires et des réalités des thérapies actuelles contre le cancer”, a déclaré Donald Ingber, directeur de l’Institut Wyss. . « Le modèle de puce pulmonaire que nous avons développé pour récapituler le développement des lésions pulmonaires radio-induites s’appuie sur notre vaste expertise dans les cultures de puces d’organes microfluidiques et, combiné à de nouveaux outils analytiques et informatiques, nous fournit de nouvelles informations puissantes sur la découverte de médicaments et de biomarqueurs sur ce problème. ” “

Étudier dans le journal Communication naturelle: Un modèle alvéolaire pulmonaire sur puce humain de lésion pulmonaire aiguë radio-induite

Au-dessus de: Institut Wyss