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Griseti, Elena. Etude préclinique des effets des liquides activés par plasma froid et des champs électriques pulsés sur la croissance tumorale

Griseti, Elena (2020). Etude préclinique des effets des liquides activés par plasma froid et des champs électriques pulsés sur la croissance tumorale.

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Résumé en francais

Au cours de ces dernières décennies, l'arsenal des thérapies anticancéreuses basées sur des principes physiques tels que les radiofréquences, les ultrasons, le laser, l'électroporation, la thérapie photo dynamique et les plasmas a considérablement augmenté. Ces approches permettent d'éradiquer les cellules cancéreuses, directement ou via la stimulation du système immunitaire. Elles sont aussi proposées en tant que méthodes de vectorisation pour délivrer des molécules d'intérêt thérapeutique. Plus récemment, est apparu un intérêt grandissant pour l'utilisation en thérapie anti-cancéreuse de liquides enrichis en espèces réactives de l'oxygène et de l'azote (RONS) via leur exposition au plasma froid. Les cellules cancéreuses peuvent ainsi être éradiquées, de façon sélective, après contact avec du liquide activé par plasma (PAL). Néanmoins, les mécanismes d'action de ces PAL sont encore peu connus à ce jour. C'est dans ce contexte que nous avons évalué le potentiel thérapeutique de différentes solutions salines exposées au jet de plasmas froids sur les cellules cancéreuses. Parallèlement, l'électroperméabilisation ou électroporation (EP) réversible connaît un essor important en raison du développement de ses applications cliniques notamment en électrochimiothérapie pour favoriser le transfert d'agent anti-cancéreux. Nous avons proposé une approche innovante reposant sur la combinaison des PAL et de l'EP, afin de potentialiser les effets cytotoxiques et génotoxiques des PAL, via la déstabilisation par l'EP de la tumeur, et obtenir ainsi une éradication plus efficace. Dans un premier temps, nous avons étudié l'effet du tampon phosphate salin (PBS) et du chlorure de sodium (NaCl) exposés au jet hélium de plasma froid, in vitro, sur la croissance, la viabilité/mort cellulaire et l'organisation structurelle de modèles 3D de tumeurs non-vascularisées (les sphéroïdes). Deux lignées cellulaires cancéreuses ont été utilisées : cellules de cancer colorectal humain HCT-116 et cellules de carcinose ovarienne péritonéale humaine SKOV-3. Nous avons mis en évidence que ces PAL induisent une cascade d'évènements cellulaires : fuite de l'ATP intracellulaire, dommages à l'ADN et dysfonction mitochondriale, provoquant la mort apoptotique des cellules des couches externes du sphéroïde dans les heures suivant le traitement (~6 heures). De plus, le PBS activé par plasma a montré une cytotoxicité et génotoxicité supérieure au NaCl, qui est corrélée avec la quantité de RONS présente dans les PAL. L'efficacité d'éradication des cellules cancéreuses de ces PAL se limitent aux cellules en périphérie des sphéroïdes. Il est nécessaire de faire plusieurs traitements pour avoir une éradication totale. Ainsi dans une deuxième partie, afin de pallier les problèmes de pénétration des PAL, nous avons proposé de les associer à l'EP réversible. La combinaison de ces deux approches a montré une potentialisation de la cytotoxicité et la génotoxicité des PAL, induisant la mort de toutes les cellules cancéreuses du sphéroïde. Cette augmentation de l'efficacité est en partie causée par des réarrangements des jonctions cellulaires suite à l'EP et à l'induction d'une mort cellulaire par autophagie. La transposition de cette méthodologie in vivo, pouvant conduire à l'éradication des tumeurs solides, a été initiée en fin de thèse sur différents modèles de tumeurs murines et humaines avec des résultats plus ou moins encourageants selon le modèle tumoral utilisé. Les travaux effectués au cours de cette thèse ont permis, d'une part, une meilleure compréhension des mécanismes de morts cellulaires induits par les PAL. D'autre part, nous avons montré que l'EP peut être proposée pour potentialiser l'effet des PAL, engendrant également un autre type de mort cellulaire : l'autophagie. Cette nouvelle stratégie, utilisation de l'EP combinée au PAL, pourrait permettre de compléter l'arsenal thérapeutique anti-cancéreux.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Golzio, Muriel
Merbahi, Nofel
Ecole doctorale:Biologie, santé, biotechnologies (BSB)
laboratoire/Unité de recherche :Institut de Pharmacologie et de Biologie Structurale (IPBS), UMR 5089
Mots-clés libres :Liquides activés par plasma froid - Champs électriques pulsés - Electroperméabilisation - Sphéroïdes - Espèces réactives de l'oxygène et de l'azote - Apoptose - Autophagie
Sujets :Sciences du vivant
Déposé le :19 Feb 2021 16:48