Les organoïdes sont de petits groupes de cellules cultivées en laboratoire, organisées de manière similaire à un organe réel.
Ils contiennent plusieurs types de cellules provenant de l’organe d’origine et reproduisent, en miniature, certaines de leurs fonctions et structures.
Aujourd’hui, un groupe de scientifiques en Allemagne a conçu un moyen simple et automatique de fabriquer des « mini poumons » en laboratoire. Les résultats ont été publiés dans la revue Frontiers in Bioengineering and Biotechnology.
Ce sont des organoïdes pulmonaires. C’est une avancée qui pourrait permettre de générer ces modèles cellulaires plus rapidement, plus efficacement et avec moins d’intervention manuelle.
Quels seraient les avantages
De cette manière, la recherche, le développement de médicaments et la possibilité de personnaliser les traitements des maladies respiratoires pourraient être facilités.
Il suffit d’un réservoir spécial avec un liquide oxygéné et un mouvement constant pour voir comment ces modèles cellulaires naissent en quantités énormes.
Par le passé, produire des organoïdes nécessitait patience et un travail minutieux. C’était comme assembler un puzzle, cellule par cellule, à la main.
Le nouveau système permet aux scientifiques d’utiliser une méthode quasi automatique au lieu de passer des heures sur chaque minuscule « poumon ».
Ils peuvent ensuite tester des médicaments, étudier de mauvaises affections pulmonaires, et même utiliser des cellules du patient lui-même pour comprendre comment un traitement fonctionnerait.
À l’avenir, cela pourrait aider à éviter des tests inutiles chez les patients ou des thérapies inefficaces.
Les travaux ont été dirigés par Diana Klein à l’Université de Duisbourg-Essen, en Allemagne.
Défis et objectifs clairs
Jusqu’à récemment, fabriquer des organoïdes était si laborieux qu’il était impraticable. Ainsi, les scientifiques voulaient que la fabrication soit simple, efficace et permette de former de grands groupes en même temps.
L’objectif principal était de concevoir un système automatique et massif, sans perdre la qualité nécessaire à la recherche préclinique.
Les experts savaient que si les cellules évoluaient d’elles-mêmes dans un système bien guidé, elles pourraient multiplier le nombre d’organoïdes et créer une « mini-usine pulmonaire ».
Les organoïdes, ayant les mêmes types cellulaires que l’organe réel, étaient plus utiles que les lignées cellulaires habituelles.
L’objectif des scientifiques allemands était également de déterminer si la méthode automatique reproduisait parfaitement les éléments les plus importants du poumon.
Une méthode nouvelle et simple
Le processus commence avec les cellules souches, qui ont le potentiel de devenir différents types de cellules dans le corps. Celles-ci sont cultivées dans des plaques en plastique jusqu’à ce qu’elles deviennent assez grandes.
Les scientifiques les séparent ensuite et les placent sur une plaque antiadhésive, où elles forment des sphères cellulaires appelées corps embryonnaires.
À ce moment-là, les corps embryonnaires reçoivent des facteurs de croissance, des substances similaires à celles qui aident à former le poumon lors du développement du bébé.
Ainsi, les cellules prennent la forme et la fonction de celles qui composent le poumon. Klein a déclaré : « Le meilleur résultat pour l’instant — tout simplement — c’est que ça fonctionne. »
Par la suite, les corps embryoïdes sont envoyés dans un réservoir spécial, avec une membrane mobile et un milieu oxygéné. En parallèle, un groupe témoin est créé manuellement, pour comparer.
Après quatre semaines, le résultat apparaît. Les méthodes automatiques et manuelles permettent toutes deux d’obtenir des structures avec voies respiratoires et alvéoles.
Cependant, les organoïdes manuels contiennent plus de cellules alvéoliques et les organoïdes automatiques sont plus grands, avec moins de groupes d’alvéoles.
Quelles sont les prochaines étapes ?
Malgré cette avancée, ces mini-poumons n’incluent toujours pas de cellules immunitaires ni de vaisseaux sanguins.
Ils n’ont pas de circulation sanguine, donc l’environnement reste statique. Quoi qu’il en soit, ils sont utilisés pour tester des médicaments et traitements personnalisés.
L’équipe de Klein admet qu’il reste beaucoup de place à amélioration, mais une porte s’est déjà ouverte pour trouver des thérapies plus efficaces et plus rapides pour les maladies respiratoires.
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