Analyse d’images en fluorescence : invasion d’un gel à base de collagène par un sphéroïde

Des images confocales de l’invasion d’un gel à base de collagène par un sphéroïde tumoral ont été évaluées quantitativement à l’aide du logiciel NoviSight™ afin de mesurer l’impact d’un médicament anticancéreux ciblant le facteur lié à l’invasion tumorale.

Objectifs

La cascade métastatique est généralement divisée en trois étapes principales : invasion, intravasation et extravasation. La première étape, l’invasion tumorale, est une étape clé de la dissémination de la tumeur et est l’élément moteur de la métastase. L’invasion tumorale se décompose en trois processus : la dégradation de la matrice extracellulaire (MEC), la perte de l’adhérence intercellulaire et la migration cellulaire. La MEC est un réseau complexe constitué d’un ensemble de molécules extracellulaires telles que le collagène, la fibronectine, la laminine et le protéoglycane. Les cellules cancéreuses migrent ensemble tout en dégradant et en reconstruisant continuellement la CEM. Pour évaluer la capacité invasive d’une tumeur ou l’efficacité d’un médicament, un test de cicatrisation ou un test de migration cellulaire Transwell est généralement réalisé. Ces tests traditionnels sont simples à réaliser et peu onéreux, mais ils ne permettent pas de reconstituer le microenvironnement de la tumeur, les cellules y perdant des propriétés importantes comme la polarisation et les communications intercellulaires. La valeur prédictive de ces tests artificiels quant à l’efficacité in vivo de composés actifs in vitro est donc très faible. Pour recréer le microenvironnement tumoral, le recours à un test d’invasion dans du gel 3D s’est petit à petit généralisé. Ce test permet de recréer le microenvironnement tumoral en incluant les sphéroïdes tumoraux dans une matrice en gel. Les sphéroïdes se développent petit à petit dans le gel. Ce test permet de reproduire le plus fidèlement possible la morphologie de la tumeur ou l’aspect collectif de l’invasion par les cellules. Au cours de cette étude, le logiciel NoviSight™ et le test d’invasion en gel 3D ont été utilisés pour analyser de manière quantitative les effets de médicaments anticancéreux sur des sphéroïdes invasifs. L’étude illustre la capacité du logiciel à quantifier l’invasion des tumeurs de formes complexes.

Préparation des échantillons

Du milieu de culture a été ensemencé avec une suspension de cellules HT1080 issues d’un fibrosarcome humain dans une microplaque de 96 puits à fond en U (Corning® Inc.) (Jour 1). Au jour 3, les sphéroïdes de cellules HT1080 ont été inclus dans une matrice de gel (Corning® Inc.), et un milieu de culture contenant du Batimastat, un anticancéreux capable d’inhiber spécifiquement les métalloprotéinases matricielles, a été ajouté par-dessus le gel. Au jour 5, les noyaux cellulaires ont été marqués au Hoechst 33342.

Conclusion
Acquisition et analyse d’images en fluorescence

Les sphéroïdes ont été observés à l’aide d’un microscope confocal à balayage laser FV3000. Au jour 5, les sphéroïdes non traités avaient produit une invasion très importante (A) tandis qu’aucune invasion n’était décelable pour les sphéroïdes ayant été traités au Batimastat (B). La zone d’invasion et sa structure 3D complexe ont été identifiées par le logiciel NoviSight™ (C : la zone en rouge matérialise le centre d’un sphéroïde tandis que la zone bleue représente les projections de l’invasion). En utilisant la fonction d’analyse du volume du logiciel, nous avons pu déterminer que le Batimastat permettait d’inhiber l’invasion de sphéroïdes de cellules HT1080, et ce, proportionnellement à la dose (D).

Les microplaques 96 puits à fond en U sont une marque déposée de Corning®Inc.
Olympus est une marque déposée, et NoviSight, Insightful Analysis et Intelligent Answers sont des marques de commerce d’Olympus Corporation.