L’impression 3D biologique pourrait améliorer notre compréhension de la réponse médicamenteuse chez les patients atteints de cancer

La bio-impression 3D permet de créer des modèles de tissus à étudier en laboratoire. Une équipe de la Pohang University of Science and Technology (POSTECH) et du Jackson Laboratory a conçu un modèle de tumeur gastrique à partir de fragments prélevés chez des patients. L’objectif est d’étudier la réponse du tissu tumoral à des médicaments. Il s’agit d’une recherche préclinique : le modèle n’est pas un test clinique validé pour choisir le traitement de chaque personne.

Qu’est-ce que la bio-impression ?

La bio-impression associe des cellules ou des fragments de tissu à une matière imprimable appelée « bio-encre » pour construire des structures tridimensionnelles. Les échantillons peuvent ensuite être cultivés et analysés hors du corps. Ces modèles ne sont pas des organes humains complets et ne remplacent pas les essais cliniques.

Pourquoi prédire la réponse aux médicaments est-il difficile ?

Les tumeurs diffèrent d’un patient à l’autre, et même entre différentes zones d’une même tumeur. Les analyses génétiques permettent de repérer certaines mutations, mais ne reproduisent pas toutes les interactions avec l’environnement du tissu. Les xénogreffes dérivées de patients, ou PDX, consistent à implanter un tissu tumoral chez des animaux de laboratoire. Elles demandent du temps et des ressources et ne prennent pas dans tous les cas. Le nouveau modèle est étudié comme complément possible, pas comme substitut déjà démontré.

L’étude sur le cancer gastrique

Dans l’étude publiée dans Advanced Science, les chercheurs ont incorporé des fragments de tumeurs gastriques prélevés chez des patients dans une bio-encre adaptée au tissu. Celle-ci comprenait une matrice extracellulaire issue de tissu gastrique décellularisé. Les fragments ont été cultivés avec des fibroblastes gastriques humains afin de reproduire une partie des interactions entre cellules cancéreuses, stroma et matrice.

L’équipe a utilisé une imprimante par extrusion pour former des modèles de tumeurs gastriques. Cette approche permet de produire plusieurs échantillons et de comparer des traitements sur du matériel provenant d’un patient. Elle ne recrée toutefois pas toutes les propriétés d’une tumeur dans l’organisme, notamment le système immunitaire et la circulation sanguine.

Ce que montrent les résultats

Selon les auteurs, les modèles imprimés ont conservé certaines caractéristiques des tissus initiaux et ont fourni des informations sur leur réponse à des anticancéreux. Les interactions cellulaires reproduites in vitro peuvent offrir un modèle plus réaliste que des cultures plus simples. Ces résultats ne garantissent cependant pas qu’un médecin puisse déjà prédire avec précision la réponse clinique de n’importe quel patient.

Avantages envisagés et limites

Temps et nombre d’échantillons

Produire plusieurs exemplaires d’un même tissu pourrait permettre de comparer des médicaments ou des conditions expérimentales sans attendre la croissance de chaque xénogreffe. Le gain de temps réel dépend de la qualité et de la quantité du tissu, ainsi que du protocole. Une utilisation clinique nécessiterait des essais prospectifs et une vérification de la reproductibilité.

Choix d’un traitement personnalisé

Un modèle qui conserve certaines propriétés de la tumeur d’origine pourrait un jour compléter les analyses moléculaires. L’étude ne détermine pas la dose minimale efficace pour chaque patient et ne prouve pas une réduction des effets indésirables : le tissu imprimé ne représente pas l’ensemble de l’organisme.

Chercheurs et financement

Le projet associe notamment l’équipe de la professeure Jinah Jang à POSTECH et celle du professeur Charles Lee au Jackson Laboratory for Genomic Medicine. Les auteurs indiquent des financements issus de programmes de recherche sud-coréens. Le travail porte sur un modèle expérimental de cancer gastrique, pas sur un organe destiné à une greffe.

Bio-impression et entreprises

Organovo développe des tissus imprimés pour la recherche biomédicale, mais n’a pas participé à cette étude de POSTECH. Les perspectives d’une technologie expérimentale ne permettent pas de prévoir le cours de l’action d’une société donnée.

Prochaines étapes

L’étude décrit une plateforme possible pour examiner en laboratoire la réponse de tumeurs gastriques aux médicaments. Il faudra comparer ses prévisions aux résultats réels de traitements, dans des groupes plus larges et indépendants, avant de l’utiliser pour des décisions cliniques. Autres articles sur les technologies de santé.

Étude citée

Choi, Y.-M. et coll. (2025). Prediction of patient drug response via 3D bioprinted gastric cancer model utilizing patient-derived tissue-laden tissue-specific bioink. Advanced Science, 12, e2411769. doi:10.1002/advs.202411769.