Madeleine John

Title of Work: 

Glioblastoma Stem Cell Migration in a 3D Environment

Abstract:

Glioblastoma is one of the most aggressive and lethal forms of brain tumor, characterized by rapid growth, diffuse invasion, and an extremely low survival rate. A major challenge in the treatment of glioblastoma is related to the highly migratory nature of glioblastoma stem cells (GSCs) and their ability to evade treatment attempts such as surgical resection, chemotherapy, and radiation therapy. Understanding the mechanisms that contribute to GSC migration is crucial for identifying new therapeutic methods. During tumor progression, the physicochemical properties of the microenvironment change. In this project, we explored the influence of these changes on GSC migration in vitro using a novel biomimetic 3D fiber matrix whose stiffness and surface chemistry can be modulated independently. We were able to identify the influence of its coating (extracellular matrix proteins), stiffness, and pressure on GSC migration, as well as observe the attractiveness of the 3D nanofiber network on their migration. Using cell culture and quantitative imaging analysis approaches, migration was quantified under various controlled conditions, and we were able to identify an in vitro attractiveness of GSCs by the fiber system. We also developed an experimental system for applying biomimetic pressure to GSCs, mimicking the compression caused by tumor growth. These approaches influenced the migratory behavior of GSCs, demonstrating their attractiveness to fibers and the modulation of migration depending on laminin coating and stiffness. This experimental approach provides a model for better understanding the influence of the tumor microenvironment on GSC invasion and demonstrates the use of this new 3D matrix as an environment for identifying new therapeutic targets given the possibility of studying cells in a biomimetic environment.

Title of Work (Global Language):  

La migration des cellules souches du glioblastome dans un environnement 3D

Abstract (Global Language):

Le glioblastome est l’une des formes les plus agressives et létales de tumeurs cérébrales, caractérisée par une croissance rapide, une invasion diffuse et un taux de survie extrêmement faible. Un défi majeur dans le traitement du glioblastome est lié à la nature hautement migratoire des cellules souches de glioblastome (CSG) et à leur capacité à échapper aux tentatives de traitements comme la résection chirurgicale, la chimiothérapie et la radiothérapie. La compréhension des mécanismes qui contribuent à la migration des CSG est fondamentale pour identifier de nouvelles méthodes thérapeutiques. Durant la progression tumorale, les propriétés physico-chimiques du microenvironnement se modifient. Dans ce projet, nous avons exploré l’influence de ces modifications sur la migration des CSG in vitro grâce à l’utilisation d’une nouvelle matrice de fibres 3D biomimétique dont la rigidité et la chimie de surface peuvent être modulées indépendamment. Nous avons pu identifier l’influence de son revêtement (protéines de la matrice extracellulaire), de la rigidité et de la pression sur la migration des CSG, ainsi qu’observer l’attractivité du réseau de nanofibres 3D sur leur migration. En utilisant des approches de culture cellulaire et d’analyse quantitative par imagerie, la migration a été quantifiée dans différentes conditions contrôlées, et nous avons pu identifier une attractivité in vitro des CSG par le système de fibres. Nous avons également mis au point un système expérimental d’application de pression biomimétique sur les CSG, permettant de mimer la compression due à la croissance tumorale. Ces approches ont influencé le comportement migratoire des CSG, montrant leur attractivité pour les fibres et la modulation de la migration en fonction du revêtement à la laminine et de la rigidité. Cette approche expérimentale offre un modèle permettant une meilleure compréhension de l’influence du microenvironnement tumoral sur l’invasion des CSG et démontre l’utilisation de cette nouvelle matrice 3D comme environnement permettant l’identification de nouvelles cibles thérapeutiques grâce à la possibilité d’étudier les cellules dans un environnement biomimétique.