Tests de migration et d'invasion cellulaires
Présentation de la section
- Le test
de la chambre de Boyden - Tests
de migration cellulaire - Essais
d'invasion cellulaire - Dispositif
de migration microfluidique - Test
in vitro de rayure - Protéines
de la matrice extracellulaire - Références
La métastase est le résultat cumulé de multiples modifications au niveau des cellules tumorales et de leur microenvironnement, qui permettent la migration et l’invasion cellulaires dans les tissus sains de l’hôte. Lorsque les cellules néoplasiques en prolifération tentent de s'échapper du site tumoral primaire, une adhésion cellulaire locale et une invasion des tissus environnants doivent se produire¹. Avant de pénétrer dans l'endothélium des vaisseaux sanguins et d'accéder à la circulation sanguine, les cellules cancéreuses doivent envahir les tissus locaux en dégradant les composants protéiques de la MEC et, finalement, traverser la membrane basale². Une fois dans la circulation, ces cellules peuvent former des colonies métastatiques dans des sites secondaires.
Figure 1.La métastase tumorale est un processus en plusieurs étapes impliquant l'adhésion des cellules cancéreuses, leur migration et leur invasion dans les tissus voisins et le système vasculaire.
Le test de la chambre de Boyden
La technique de migration cellulaire la plus largement acceptée est le test de la chambre de Boyden³. Le système classique de test de migration Transwell utilise une chambre en plastique creuse, scellée à une extrémité par une membrane poreuse. Cette chambre est suspendue au-dessus d’un puits plus grand pouvant contenir un milieu de culture et/ou des chimioattractants. Les cellules sont placées à l’intérieur de la chambre et peuvent migrer à travers les pores, vers l’autre côté de la membrane. Les cellules migrantes sont ensuite colorées et comptées.
Figure 2.Protocole de test de Boyden. Les cellules sont amenées à migrer à travers une monocouche cellulaire ou un mélange de protéines de la matrice extracellulaire (MEC), qui ont été ensemencés sur un insert de culture cellulaire à membrane semi-perméable, des chimioattractants ayant été ajoutés sous la membrane. Les cellules ayant migré peuvent ensuite être quantifiées par coloration à l'aide de colorants d'ADN tels que la calcéine-AM ou les colorants CyQUANT GR.
Kits de migration et d'invasion cellulaires
Les tests de migration et d’invasion cellulaires QCM™ de Millipore constituent un système rapide et efficace permettant la détermination quantitative de divers facteurs influant sur la migration, l’adhésion et l’invasion cellulaires, notamment le criblage d’agents pharmacologiques, l’évaluation des intégrines, des chimioattractants ou d’autres récepteurs d’adhésion responsables de la migration cellulaire. Ces kits fournissent aux chercheurs des résultats reproductibles depuis plus d’une décennie et ont fait l’objet de plus de 4 000 publications.
Tests de migration cellulaire : permettent une quantification pratique et sensible de la migration cellulaire in vitro vers un gradient de concentration chimique (chimiotaxie) ou un gradient de protéines de la MEC (haptotaxie).
Tests d’invasion cellulaire : permettent une quantification pratique et sensible de l’invasion cellulaire in vitro à travers une protéine de la MEC de la membrane basale ou une couche de cellules, telles que des cellules endothéliales.
Comment choisir la taille de pores adaptée à vos cellules :
- Une taille de pores de 3 µm convient à la migration des leucocytes ou des lymphocytes.
- Une taille de pores de 5 µm convient à certains sous-ensembles de fibroblastes ou de cellules cancéreuses, telles que les cellules NIH-3T3 et MDA-MAB 231. Elle convient également aux monocytes et aux macrophages.
- Une taille de pores de 8 μm convient à la plupart des types de cellules. Cette taille de pores favorise une migration optimale pour la plupart des cellules épithéliales et des fibroblastes. Remarque : la taille de pores de 8 μm n’est pas adaptée aux expériences de migration des lymphocytes.
Tests de migration cellulaire
Dispositif de migration microfluidique
Le kit de test Millicell® µ-Migration surmonte les limites des tests de migration traditionnels sur plaques multipuits. La conception innovante de la lame µ-Migration favorise un gradient de concentration stable, généré par diffusion, qui reste systématiquement linéaire et persiste pendant plus de 48 heures. Fabriquée à partir d’un plastique présentant des qualités optiques élevées, similaires à celles du verre, la lame µ-Migration est spécialement conçue pour les tests de microscopie vidéo. À des intervalles de temps spécifiques, il est possible de capturer des images de la zone d’observation, ce qui permet un suivi en temps réel et des mesures quantitatives de la migration cellulaire.
Figure 3.Migration des cellules HT1080 in vivo. Effet des concentrations sériques (0 % ou 10 %) sur la propension à la migration des cellules HT1080 sur une surface recouverte de collagène. Les résultats montrent que la majorité des cellules migrent de manière dirigée vers le gradient de 10 % de FCS (noir).
Test de rayure in vitro
Le test de rayure est une méthode couramment utilisée pour étudier la migration cellulaire⁴. Cependant, la mise à l'échelle de cette technique s'est avérée difficile, ce qui complique l'analyse biochimique des événements moléculaires intervenant dans la réparation des lésions. Le test de rayure Cell Comb™ répond au besoin d'un outil simple capable de créer plusieurs lésions par rayure avec un débit plus élevé.
Figure 4.À l'aide du test de migration sur rayure CellComb, des monocouches de cellules NIH3T3 ont été rayées/lésées selon un motif unidirectionnel (à gauche) ou bidirectionnel (à droite). Au fil du temps, les cellules migrantes comblent les zones rayées et sont quantifiées par un simple comptage cellulaire. Ce test de migration sur rayure permet également de réaliser une imagerie en direct des cellules migrantes.
Protéines de la MEC
Les protéines de la matrice extracellulaire (MEC) sont produites au sein des cellules, puis sécrétées dans le milieu cellulaire environnant, où elles régulent activement un large éventail de fonctions cellulaires, notamment l’adhésion, la différenciation, la prolifération, la migration, l’invasion et la survie des cellules. L’un des principaux rôles des MEC dans les cultures in vitro est de favoriser l’adhésion cellulaire tout en préservant la viabilité des cellules et en optimisant leur prolifération en vue d’applications cellulaires en aval.
- Collagène
- Laminine
- Fibronectine
- Vitronectine
- Élastine
- Extrait de membrane basale