Système microfluidique de tri et typage de cellules cancéreuses pour le diagnostic moléculaire, le pronostic du risque métastatique, et la médecine personnalisée du cancer. – MiCaD

Ce projet vise au développement d'un système microfluidique intégré pour la capture, la visualisation et le typage automatiques de cellules tumorales circulantes (CTC) dans le sang.
Des résultats récents ont montré que la réalisation d'un tel criblage en microfluidique permettait une augmentation considérable du rendement de capture cellulaire. Ceci rendrait possible l'évaluation du risque métastatique avant l'apparition de métastases cliniquement observables et de grand progrès dans l'orientation et le suivi des traitements. Le but du projet est d'atteindre un rendement de capture 10 à 100 fois supérieur à celui des techniques actuelles de détection de CTC.
Le projet implique différentes innovations validées et brevetées. Grâce à un réseau de billes magnétiques bio-fonctionnalisées auto-assemblées et à une technique de contrôle d'écoulement microfluidique, les cellules seront capturées avec une grande spécificité et efficacité. Elles seront organisées dans un réseau régulier permettant un immunophenotypage in-situ, en continuité avec les standards existants et l'expertise des anatomopathologistes tout en étant plus rapide, sensible, précis et facile d'utilisation. Le système permettra également la culture et l'étude des CTC capturées et pour la première fois, l'étude cellulaire approfondie des micrométastases afin de comprendre les mécanismes à la base de leur évolution vers une prolifération métastatique, et de trouver de meilleurs bio-marqueurs et traitements.

La détection de CTC est actuellement effectuée par microscopie, cytometrie en flux, filtration, ou tri magnétique. Un système automatisé de tri magnétique et d'analyse d'image, CellSearch, a récemment reçu l'approbation de la FDA et des autorités françaises. Il gagne rapidement des parts de marché, bien qu'il ne détecte les CTC que chez les patients dans un état avancé d'invasion métastatique, et que sa pertinence clinique soit encore contestée. Nos résultats et ceux d'autres équipes suggèrent fortement que l'utilisation de la microfluidique peut révolutionner le criblage de CTC en augmentant l'efficacité de capture d'un facteur 10 à 100. Le système développé dans le projet aura des performances similaires. Il apportera de plus une amélioration de l'automatisation, et la possibilité d'appliquer aux cellules capturées les protocoles les plus élaborés d'analyse d'image, de biologie cellulaire et moléculaire. Il sera réalisé grâce à deux technologies propriétaires : La technologie Ephesia consiste en un auto-assemblage réversible et automatisé, dans un réseau régulier, de billes magnétiques fonctionnalisées. Ceci permet la formation peu coûteuse de micro-réseaux pour la capture cellulaire, et évite des étapes de microfabrication et de fonctionnalisation individuelle de puces, coûteuses et peu reproductibles.. Le projet emploie également la technologie FASTAB de Fluigent, permettant un contrôle précis et régulier des écoulements, du nanolitre au millilitre. Ce projet de recherche translationnelle, hautement technologique a pour but le développement à court terme d'un dispositif de diagnosic de risque métastatique et d'orientation thérapeutique. Il fédère des technologues et des cliniciens. Le projet sera coordonné par une PME, Fluigent, dont le c'ur de métier est le développement de systèmes miniaturisés de bioanalyses. L'équipe de JL Viovy à l'Institut Curie apporte la principale innovation technologique. Elle a une grande expérience en bioanalyses et en microfluidique. Les instruments et logiciels d'imagerie nécessaires au projet sont apportés par la plateforme d'imagerie Institut Curie/Nikon, reconnue mondialement dans l'imagerie multi-dimensionnelle automatisée. Enfin, la validation clinique par rapport aux techniques existantes sera effectuée par deux équipe internationalement reconnues : L'équipe de Philippe Viehl à l'Institut Gustave roussy et de jean-Yves Pierga à l'Institut Curie. Le planning de travail est assez classique pour un projet de recherche industri