Microsystèmes Intégrés pour la Modélisation In silico et l'évaluation in vitro de l'Efficacité du TrAnsport et de la radioThérapie des nanoparticules – IMITATE

Malgré de nombreuses thérapies innovantes, la grande majorité des candidats médicaments échouent lors des essais cliniques, notamment les nanothérapies, utilisées pour cibler sélectivement les cellules cancéreuses. Cet échec est en grande partie dû aux difficultés à modéliser et prédire la distribution des nanoparticules in vivo et leur efficacité thérapeutique.
Le projet IMITATE développera une plateforme in vitro 3D intégrée permettant de prédire la réponse des cellules des patients aux nanothérapies, en reproduisant l'environnement hypoxique, métabolique et mécanique in vivo. La plateforme couplera des approches in silico et in vitro pour quantifier le transport des nanoparticules et l'efficacité de la radiothérapie in situ, dans un contexte physiologique 3D reproduit, incluant un contrôle non seulement de la chimie et de la biologie, mais aussi de la mécanique (rigidité, contrainte) et du transport de molécules (à travers un matériau poreux à distance du flux).
Le transport de deux types de nanoparticules sera étudié : (1) les nanoparticules AGuIX®, en cours d'essais cliniques. (2) Des nanosondes polymères fluorescentes, aux propriétés physico-chimiques ajustables, pour comprendre l'influence des paramètres physio-chimiques sur le transport et l'internalisation des nanoparticules dans les couches profondes des tissus.
IMITATE guidera la future génération de nanothérapies en décryptant le transport dans les tissus et son influence sur l'effet radiosensibilisant.
Le fondement de ce projet est un microsystème à base d'agarose nouvellement développé pour l’imagerie optique et permettant une analyse spatio-temporelle du transport de nanoparticules fluorescentes dans des modèles 3D, avec une grande statistique. Il nécessite maintenant de nouveau développement en ingénierie pour imiter les acteurs physiologiques clés : la présence d'une matrice poreuse confinant la tumeur dans un environnement mécanique rigide et un flux à distance.