Deux anticancéreux identiques en culture plane, distincts en 3D

Deux médicaments anticancéreux se ressemblent parfaitement sur une boîte plate. Cultivez les mêmes cellules en petites boules 3D, et ils se distinguent. C'est ce que rapporte une équipe de l'université d'Uppsala, en Suède, après avoir testé 52 médicaments utilisés ou développés dans le traitement du cancer. Le chimiothérapique 5-fluorouracile et le médicament ciblé olaparib étaient presque impossibles à distinguer dans les cultures plates ordinaires. Dans les amas tridimensionnels, ils se comportent différemment.

L'outil utilisé est Cell Painting, une méthode d'imagerie largement employée dans la découverte de médicaments. Elle colore les principaux éléments d'une cellule, comme le noyau, les mitochondries et l'armature interne, afin que chacun puisse être photographié finement au microscope. Jusqu'ici, elle était surtout utilisée sur des cellules cultivées en couches plates. L'équipe d'Uppsala a fait croître des cellules de cancer de l'intestin sous forme de minisphères dans des plaques de laboratoire standard, puis les a rendues transparentes avec une solution simple de sucre et de glycérol. Le microscope a alors pu observer les cellules individuelles au cœur de chaque sphère, et les chercheurs ont mesuré des milliers de détails sur la forme et la structure de chaque cellule. La différence n'apparaissait que lorsqu'ils examinaient les cellules une à une, et non lorsqu'ils observaient chaque minisphère dans son ensemble.

Des expériences de suivi ont livré la surprise. Le 5-fluorouracile provoquait moins de dommages à l'ADN que l'olaparib, mais il était plus efficace pour empêcher les cellules de se diviser. L'activité des gènes pointait vers la voie p53, une réponse centrale au stress dans les cellules, que le 5-fluorouracile activait plus fortement. Cette explication est une hypothèse que l'équipe a suivie à travers ses données, et non un mécanisme confirmé chez les patients.

La méthode a aussi quitté le laboratoire où elle a été mise au point. L'équipe l'a utilisée avec des collègues d'AstraZeneca, un test que les chercheurs, dirigés par Ola Spjuth, et les premiers auteurs Christa Ringers et David Holmberg, décrivent comme une vérification de la capacité d'autres équipes à s'en servir. Pour les développeurs de médicaments, l'intérêt réside dans un criblage qui conserve le détail de la cellule individuelle tout en testant de nombreux composés à la fois. Les limites sont claires : les travaux ont porté sur deux lignées de cellules cancéreuses en laboratoire et ne montrent pas comment les médicaments agissent chez les patients. La prochaine étape, selon les chercheurs, consiste en des modèles 3D plus complexes, comme des organoïdes cultivés à partir de tissus de patients. Aucune date n'est avancée pour cette étape. Toutes les images, données et tous les codes sont disponibles en libre accès.