Conception d'un hydrogel macroporeux de chitosane et d'alginate réticulé avec de la génipine pour la capture de cellules cancéreuses de glioblastome

Le glioblastome multiforme (GBM) de stade IV est la forme la plus agressive du cancer du cerveau et touche 45 613 nouveaux patients aux États-Unis par an. Ce cancer se localise dans le cerveau ou dans la moelle épinière et sa gravité réside dans la capacité qu’ont les cellules tumorales de proliférer très rapidement à travers un vaste réseau de vaisseaux sanguins et d’envahir les tissus sains environnants. Malgré les traitements actuels combinant chirurgie et chimiothérapie / radiothérapie, ce cancer reste incurable car il est impossible de détruire la totalité des cellules cancéreuses résiduelles sans endommager les tissus sains du cerveau. Un nouveau traitement, la Gliotrappe, est actuellement en phase de développement entre les équipes de Polytechnique Montréal et de l’Université de Sherbrooke afin de pouvoir détruire les cellules cancéreuses résiduelles. Le principe de ce projet est d’implanter un hydrogel macroporeux qui agit comme trappe à cellules cancéreuses dans la cavité résiduelle après résection de la tumeur. Pour ce faire, un chimio-attractant sera introduit dans le gel afin d'attirer et de retenir les cellules cancéreuses résiduelles. Une fois qu’elles auront migré au sein du gel, une dose de radiothérapie stéréotaxique sera appliquée localement pour les éliminer. Pour satisfaire aux exigences d’une telle application, les hydrogels doivent être biocompatibles, avoir la capacité de laisser entrer les cellules cancéreuses, avoir un module de compression proche de celui des tissus cérébraux, soit entre 1 et 10 kPa, et être stables dans le milieu physiologique. Dans ce projet de maîtrise, une nouvelle formulation à base d’alginate de sodium (SA), de chitosane (CHI) et de génipine (GNP) a été développée pour préparer les hydrogels poreux. L’alginate a été choisi en raison de son caractère non immunogène et de ses propriétés mécaniques similaires à celles des tissus mous du corps humain, et le chitosane pour améliorer l'adhésion cellulaire. Aussi, la combinaison des deux polymères présente l'avantage d'accroître la stabilité des gels lorsqu'ils sont exposés à un environnement ionique, car des liaisons physiques s’établissent entre eux. Cependant, ces liaisons sont réversibles, ce qui implique une diminution progressive de la stabilité des gels lorsqu’ils sont soumis à un environnement ionique. Ainsi, la contribution originale de ce projet de maîtrise est une nouvelle chimie de gel qui augmente leur stabilité, d’une part par l’augmentation de leur concentration en CHI et de l’homogénéité des solutions alginate/chitosane à l’aide de bicarbonate de soude, et d’autre part par la réticulation chimique du chitosane à l’aide de la génipine.