Contexte et objectif Le cancer de la vésicule biliaire est une tumeur maligne digestive hautement agressive, avec un taux de survie à 5 ans inférieur à 10 %. Les modèles de culture cellulaire bidimensionnels (two-dimensional, 2D) existants peinent à refléter fidèlement les caractéristiques histologiques tridimensionnelles (three-dimensional, 3D) de la tumeur ainsi que la réponse aux médicaments, limitant ainsi le criblage des médicaments et l'étude des mécanismes. La technologie d'impression 3D biologique permet de construire de manière contrôlée des modèles tumoraux à structure complexe, simulant le microenvironnement in vivo. Cette étude vise à utiliser la gélatine méthacryloyl (gelatin methacryloyl, GelMA) pour construire un modèle d'impression 3D du cancer de la vésicule biliaire, et à comparer ses différences avec le modèle 2D au niveau des caractéristiques moléculaires et de la sensibilité aux médicaments. Méthodes Cette étude a utilisé la lignée cellulaire humaine NOZ issue du cancer de la vésicule biliaire et l’encre biologique à base d’hydrogel GelMA pour construire un modèle 3D de cancer de la vésicule biliaire via la technologie d’impression biologique par extrusion, simulant le microenvironnement tumoral. La morphologie cellulaire et l'activité proliférative du modèle 3D ont été évaluées par microscopie, coloration des cellules vivantes/mortes et kit de comptage cellulaire 8 (cell counting kit-8, CCK-8). Après extraction de l’ARN, un séquençage ARN a été réalisé sur la plateforme Illumina NovaSeq™ 6000, avec analyse différentielle de l'expression via DESeq2, et validation de certains gènes différentiellement exprimés par réaction en chaîne par polymérase quantitative en temps réel fluorescente (real-time fluorescence quantitative polymerase chain reaction, RTFQ-PCR). La sensibilité aux médicaments a été testée par des expériences de réponse dose-dépendante utilisant la gemcitabine (gemcitabine, GEM), le cisplatine (cisplatin, DDP), le nab-paclitaxel (nab-paclitaxel) et le 5-fluorouracile (5-fluorouracil, 5-FU), calculant la concentration inhibitrice à moitié maximale (half-maximal inhibitory concentration, IC50) pour évaluer la sensibilité des modèles aux différents médicaments. L’analyse statistique a été réalisée avec les logiciels GraphPad Prism 9.0 et R 4.4.0, un P<0,05 était considéré significatif. Résultats Le modèle 3D était structurellement stable, les cellules maintenaient une haute viabilité dans l’hydrogel et formaient des agrégats sphériques, avec une capacité proliférative significativement supérieure au modèle 2D. Le séquençage transcriptionnel a identifié 617 gènes différentiellement exprimés, dont 235 régulés à la hausse et 382 à la baisse, principalement enrichis dans les voies du cycle cellulaire, la réponse inflammatoire et la signalisation des cytokines. Les résultats de la RTFQ-PCR étaient cohérents avec ceux du séquençage ARN. Les tests de sensibilité aux médicaments ont montré que l’IC50 du modèle 3D pour plusieurs agents chimiothérapeutiques était supérieure à celle du modèle 2D, suggérant une meilleure représentation des caractéristiques de résistance tumorale clinique. Conclusion Cette étude a construit un modèle d’impression biologique 3D du cancer de la vésicule biliaire. Par rapport aux cultures 2D, le modèle 3D présente une sensibilité moindre et une IC50 plus élevée pour le GEM, DDP, nab-paclitaxel et 5-FU, ce qui correspond mieux aux caractéristiques de tolérance des tumeurs solides cliniques. Ainsi, le modèle 3D est supérieur au 2D dans la simulation de la tolérance aux médicaments et de la faible sensibilité, et peut être utilisé pour l’étude des mécanismes de résistance et la sélection/validation de candidats médicaments ou de protocoles combinés.

cancer de la vésicule biliaire;impression biologique 3D;hydrogel GelMA;transcriptomique;sensibilité aux médicaments;modèle in vitro