LE FLUIDIGM C1 : Interview du Docteur Hervé Acloque

Le Docteur Hervé Acloque (Ph.D) mène ses projets de Recherche contre le cancer au sein du laboratoire ESTeam Paris Sud dans l'unité INSERM UMRS 935 à l'Hôpital Paul Brousse.

LE FLUIDIGM C1 : Interview du Docteur Hervé Acloque

A quoi sert l'appareil ?

Le Fluidigm C1 est un appareil qui permet d'étudier le génome et l’expression des gènes de chaque cellule cancéreuse, isolée grâce à un ingénieux système de microfluidique (des microcircuits de quelques micromètres de diamètre).

On peut réaliser de nombreuses analyses avec cette machine :

  • à partir de chaque cellule isolée grâce au C1, on va pouvoir isoler son ADN et donc étudier son génome.

Dans le cancer, cette étude permet de voir la présence ou non d'instabilité génétique dans les cellules tumorales, de définir des populations clonales et l’apparition de mutations particulières présentes dans une cellule par rapport à une autre. Cela permet finalement d'évaluer le niveau de dangerosité de la tumeur, qui est, dans la plupart des cas, hétérogène dans sa composition cellulaire.

Connaître l’hétérogénéité cellulaire d’une tumeur permet aussi d’envisager des traitements plus adaptés pour détruire spécifiquement les cellules cancéreuses les plus dangereuses, notamment celles capable de contribuer à la formation des métastases.

Grâce à cet appareil, les chercheurs peuvent ainsi étudier l'effet d'un médicament sur une population tumorale hétérogène et évaluer quels types de populations cellulaires sont détruites par ce médicament et pourquoi, mais aussi étudier pourquoi d’autres cellules cancéreuses ne sont pas détruites. Nous pouvons donc développer des approches thérapeutiques ciblées grâce au Fluidigm C1.

Le Fluidigm C1 est un appareil préparatoire qui permet d'isoler les cellules de façon automatiser et dans des micro-volumes. Avant il était possible de dissocier les tumeurs et d’isoler manuellement les cellules une par une. Cette procédure était longue et fastidieuse, et souvent inefficace car il fallait travailler sur des volumes réactionnels plus importants où la marge d'erreur était accrue. En effet, quand on dilue du matériel en très faible quantité comme c'est le cas pour une cellule unique, il est plus difficile ensuite d’amplifier l'ADN. Pour étudier le génome et l'expression génique, ces systèmes « manuelles » n'étaient donc pas très fiables.

Avec le Fluidigm C1, cette étape est maintenant beaucoup plus simple car elle est automatisée et car la machine travaille sur des microvolumes (quelques nanolitres). Le volume réactionnel est par conséquent optimisé pour permettre l'activité des enzymes pour amplification de matériel génétique en très faible quantité.

Sur quels projets liés à cet appareil travaillez-vous ? Quelle utilité pour les patients ?

Nos travaux menés avec le Fluidigm C1 servent à identifier des cellules souches cancéreuses dans les tumeurs primaires. Ces cellules cancéreuses nous intéressent tout particulièrement car elles sont capables de quitter la tumeur primaire et de développer des métastases dans d’autres organes lors de la progression tumorale. Ce sont donc les cellules que nous souhaitons cibler et détruire par de nouvelles approches thérapeutiques. Pour cela nous devons les caractériser et le Fluidigm C1 est un appareil indispensable pour cette finalité.

En ce moment, nous travaillons plus spécifiquement sur le rythme circadien, l'alternance des jours et des nuits, et son effet sur l’activité des cellules souches cancéreuses. On sait que le stress circadien (travail de nuit) déclenche plus de cancers, en particulier les cancers du sein. Nous cherchons à comprendre si les cellules tumorales se comportent différemment en phase diurne ou nocturne, par exemple savoir si les cellules souches cancéreuses sont plus aptes à quitter la tumeur primaire et à former des tumeurs secondaires en phase diurne ou nocturne. Le Fluidigm C1 nous permet d’associer dans chaque cellule un état circadien avec des propriétés de cellules souches cancéreuses, en migration, en prolifération ou en quiescence. L'intérêt de ce projet est donc d'observer si la perturbation de ce rythme a un impact direct sur les cancers et si l’on peut utiliser ce mécanisme pour les traitements anti-cancer. Il permet ainsi de voir si un médicament peut être plus efficace s’il est consommé durant la nuit ou durant la journée. On parle alors de chronothérapie.

Le projet consiste également à analyser quelle est la part de l’environnement tumorale pour le développement de tumeurs invasives. Agir sur cet environnement permettra également de développer de nouvelles stratégies thérapeutiques pour les cancers du sein ou les traitements conventionnels ne sont pas efficaces (environ 15% des cancers du sein) ou pour ceux pour lesquels on observe des rechutes après des périodes relativement longues (plus de 10 ans).

Comment s'inscrit-il dans les stratégies thérapeutiques du plan cancer 3 ?

Le Fluidigm C1 permet d'accéder au génome complet et au transcriptome de chaque cellule tumorale et des cellules cancéreuses circulantes pour une détection précoce et le suivi des réponses thérapeutiques. En effet, la connaissance du génome de chaque cellule permet de détecter des gains ou pertes de segments génomiques. Les cellules cancéreuses ont un avantage sélectif de croissance selon ces différents types d’anomalies qui contribuent à la progression de la tumeur vers un état plus invasif. Identifier ces cellules pour cibler les traitements afin de les détruire spécifiquement représente pour les chercheurs une voie à privilégier. Nous rentrons dans l’ère de la médecine de précision.

Cet appareil permet également d'analyser les cellules cancéreuses d’un patient et de les comparer à des banques de références issues du plan cancer 3 afin de choisir le traitement le plus adapté à administrer au patient. Le plan cancer 3 permet de centraliser les informations notamment via des centres nationaux dans le monde (France, USA, UE).

Le Fluidigm C1 s'inscrit donc dans le plan cancer 3 en donnant des informations sur le génome, l’expression génique et la structure du noyau des cellules. Ces informations sont ensuite mises en commun dans des bases de données pour améliorer les traitements et les protocoles de pris en charge des patients.

Les projets liés au plan cancer 3 au sein de l'hôpital Paul Brousse du département d’onco-hématologie et plateforme INCa sont réalisés sur les tumeurs des patients, cellules sanguines ou de la moelle osseuse pour la classification génétique des cancers et hémopathies ( leucémies, lymphomes..) et suivi de la réponse des traitements.

Quel est l’impact des soutiens financiers dans vos recherches ?

Le soutien financier de l’association VAINCRE LE CANCER - nrb ainsi que d’autres associations est crucial pour le maintien de nos activités de recherche et pour réussir à guérir le plus grand nombre de cancers. Notre laboratoire travaille ainsi sur différents cancers, comme les leucémies ou les cancers du sein. Grâce à la générosité des associations comme VAINCRE LE CANCER - nrb nous pouvons développer des programmes de recherche originaux et novateurs dont la finalité est d’envisager des thérapies ciblées. Nous recherchons de nouvelles molécules capables de détruire spécifiquement les cellules souches cancéreuses afin d’éliminer définitivement les cellules responsables de la formation de métastases dans l’organisme. Le soutien financier VAINCRE LE CANCER - nrb pour l’acquisition de machines comme le C1, le financement de contrat de recherche post-doctoraux, de bourses de Master (…) est donc précieux pour la concrétisation de ces objectifs.

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