Le cancer du rein représente environ 4 % des cancers dans le monde, avec le carcinome rénal à cellules claires (ccRCC) comme forme histologique majoritaire. Hautement métastatique, le ccRCC présente une survie à 5 ans très faible en cas de dissémination. Les traitements actuellement disponibles (inhibiteurs de tyrosine kinase, immunothérapie) demeurent souvent inefficaces. Cette inefficacité s’explique par plusieurs facteurs, dont l’absence de marqueurs prédictifs fiables, l’hétérogénéité intra-tumorale, et les limites des modèles précliniques classiques (2D ou animaux). ​
Dans ce contexte, l’objectif de cette thèse a été de concevoir un dispositif microfluidique biomimétique, permettant d’évaluer le potentiel métastatique des cellules tumorales de ccRCC, en se concentrant sur leur capacité d’invasion et d’intravasation. Dans un premier temps, j’ai optimisé un modèle 3D d’invasion à base de sphéroïdes tumoraux cultivés dans un hydrogel permissif, reproduisant au mieux les propriétés mécaniques du tissu rénal tumoral. Ce système a permis d’évaluer l’agressivité de différentes lignées de ccRCC et de corréler leur potentiel invasif avec leur comportement in vivo. ​
Ce modèle d’invasion a ensuite été intégré dans une puce microfluidique permettant de reproduire les deux premières étapes de la cascade métastatique : l’invasion de la matrice et l’intravasation au travers d’un tapis endothélial reconstitué. Ce dispositif, toujours en cours de validation sur différentes lignées cellulaires pour en tester la robustesse et la pertinence, constitue un outil innovant, à visée à la fois prédictive et thérapeutique, dans une optique de médecine personnalisée pour les patients atteints de ccRCC. ​
Enfin, dans une perspective d’évolution vers un modèle microfluidique intégrant l’ensemble des étapes de la dissémination métastatique, une étude parallèle a été menée pour modéliser la niche osseuse, site de prédilection des métastases du ccRCC. Nous avons développé un système de co-culture entre cellules de ccRCC et des cellules souches mésenchymateuses, différenciées ou non en ostéoblastes. Cette approche a mis en évidence un effet structurant des ostéoblastes, capables de freiner la migration des cellules tumorales, soulignant l’importance des interactions cellulaires dans la colonisation métastatique. ​
​ Ce travail constitue ainsi une première étape vers le développement d’une plateforme modulable et biomimétique, ouvrant la voie à une meilleure compréhension des mécanismes métastatiques du ccRCC et à l’élaboration de stratégies thérapeutiques personnalisées.

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