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Les organoïdes deviennent rapidement l’un des outils les plus pointus des sciences de la vie modernes. L’idée est d’utiliser des cellules souches pour construire des tissus et des organes miniatures qui ressemblent et se comportent exactement comme leurs homologues réels. On peut immédiatement apprécier la valeur des organoïdes tant pour la recherche que pour la médecine, Ils pourraient compléter les essais sur les animaux en fournissant des tissus humains sains ou malades, accélérant ainsi le long voyage du laboratoire aux essais cliniques.

Une nouvelle technique pour concevoir des organoïdes 

Mais jusqu’à présent, les méthodes établies de fabrication d’organoïdes présentent des inconvénients considérables : les cellules souches se développent de manière incontrôlée en tissus circulaires et fermés qui ont une courte durée de vie, ainsi qu’une taille et une forme non physiologiques, ce qui entraîne une incohérence anatomique et/ou physiologique globale avec les organes réels.
Maintenant, des scientifiques dirigés par Matthias Lütolf à l’Institut de bio-ingénierie de l’EPFL ont trouvé un moyen de « guider » les cellules souches pour former un organoïde intestinal qui ressemble et fonctionne comme un vrai tissu. Cette méthode exploite la capacité des cellules souches à se développer et à s’organiser le long d’un échafaudage en forme de tube qui imite la surface du tissu natif, placé à l’intérieur d’une puce microfluidique (une puce avec de petits canaux dans lesquels de petites quantités de fluides peuvent être manipulées avec précision).

Dans un hydrogel

Les chercheurs de l’EPFL ont utilisé un laser pour sculpter cet échafaudage en forme d’intestin dans un hydrogel, un mélange souple de protéines réticulées que l’on trouve dans la matrice extracellulaire de l’intestin et qui soutient les cellules du tissu natif. En plus d’être le substrat sur lequel les cellules souches peuvent se développer, cet hydrogel fournit ainsi la forme ou la « géométrie » qui permettra de construire le tissu intestinal final.
Une fois ensemencées dans l’échafaudage intestinal, en quelques heures, les cellules souches se répandent sur l’échafaudage, formant une couche continue de cellules avec ses structures de cryptes caractéristiques et ses domaines villusoïdes. Puis, la surprise est venue : les scientifiques ont découvert que les cellules souches « savaient » tout simplement comment s’organiser pour former un minuscule intestin fonctionnel.

Ils partagent de nombreuses caractéristiques fonctionnelles 

Les chercheurs démontrent que ces intestins miniatures partagent de nombreuses caractéristiques fonctionnelles avec leurs homologues in vivo. Par exemple, ils peuvent se régénérer après des dommages tissulaires et peuvent être utilisés pour modéliser des processus inflammatoires ou des interactions hôte-microbe d’une manière qui n’était pas possible auparavant avec tout autre modèle tissulaire cultivé en laboratoire.
Les cellules souches n’ont pas seulement adopté la forme de l’échafaudage, elles ont produit tous les types de cellules différenciées clés que l’on trouve dans le vrai intestin, avec quelques types de cellules rares et spécialisées que l’on ne trouve normalement pas dans les organoïdes. « L’introduction d’un système microfluidique nous a permis de perfuser efficacement ces mini-intestinaux et d’établir un système organoïde homéostatique de longue durée de vie dans lequel la naissance et la mort des cellules sont équilibrées », explique Mike Nikolaev, le premier auteur de l’article.

Également pour d’autres organes

En outre, cette approche est largement applicable à la croissance de tissus miniatures à partir de cellules souches provenant d’autres organes tels que le poumon, le foie ou le pancréas, et de biopsies de patients humains. « Nos travaux montrent que le génie tissulaire peut être utilisé pour contrôler le développement des organoïdes et construire des organoïdes de nouvelle génération présentant une grande pertinence physiologique, ce qui ouvre des perspectives passionnantes pour la modélisation des maladies, la découverte de médicaments, les diagnostics et la médecine régénérative », déclare M. Lütolf.
Cette recherche a été publiée dans Nature.
Source : EPFL
Crédit photo : StockPhotoSecrets

Les organoïdes intestinaux fonctionnent comme les vraismartinbiothechnologie
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