Des mini-organes humains créés à partir de cellules fœtales permettent de traiter des maladies avant la naissance | Science

Des boules de tissus plus petites qu’une tête d’épingle sont les premiers mini-organes fœtaux humains obtenus sans nuire au futur bébé ou à sa mère. Ces copies tridimensionnelles de l’intestin, des reins et des poumons de la femme enceinte ouvrent la possibilité de diagnostiquer et de traiter les maladies congénitales avant la naissance et d’étudier des étapes du développement humain difficiles d’accès avec d’autres techniques.

“Jusqu’à présent, il n’existait aucun moyen de créer des organoïdes lors d’une grossesse active, sauf en cas d’avortement”, explique Mattia Gerli, biotechnologue à l’University College de Londres et premier auteur d’une étude à laquelle ont participé 27 scientifiques et médecins du Royaume-Uni. .Italie et Belgique, et qui est publié aujourd’hui dans Médecine naturelle.

Les organoïdes ont été inventés à la fin de la dernière décennie. Elles commencent comme une seule cellule souche microscopique qui se multiplie sur une plaque de culture en laboratoire jusqu’à former des miniatures d’intestins, de cœurs, de cerveaux… L’une de leurs utilisations expérimentales les plus prometteuses est de reproduire les organes d’un patient pour choisir le traitement le plus approprié avec votre génétique. profil et celui de votre maladie, surtout s’il s’agit d’un cancer. Jusqu’à présent, les mini-organes étaient fabriqués à partir de cellules souches extraites d’embryons non viables ou de cellules adultes reprogrammées ; mais jamais auparavant de fœtus vivants qui se développent dans l’utérus.

L’équipe de Gerli y est parvenue en utilisant le liquide amniotique qui entoure le fœtus dans le ventre de la mère. Ils ont analysé des échantillons de ce liquide provenant de 12 femmes enceintes ayant subi une amniocentèse, une technique de diagnostic prénatal. L’analyse moléculaire de ce fluide a permis d’identifier des cellules souches épithéliales qui s’étaient détachées du fœtus et qui sont responsables de la formation de différents organes. Cultivées en laboratoire, chacune de ces cellules a commencé à se multiplier et à croître pour former des mini-reins, des mini-intestins et des mini-poumons fonctionnels pouvant atteindre un millimètre de diamètre. L’ensemble du processus ne prend que quatre semaines. Le résultat, ce sont ces petites boules qui imitent en temps réel les organes en croissance du futur nouveau-né.

Les chercheurs ont démontré le potentiel de cette technique en générant des mini-poumons à partir de bébés atteints d’une hernie diaphragmatique chronique. Cette maladie rare provoque l’encombrement des intestins et du foie sur les poumons et empêche le développement du fœtus. Les chercheurs ont montré que ces répliques reproduisaient les caractéristiques moléculaires de la maladie. L’idée est de les utiliser comme outil de diagnostic avant qu’il ne soit trop tard pour opérer le fœtus et de choisir le meilleur traitement médicamenteux parmi ceux disponibles.

«Nous espérons que nos travaux ouvriront de nouvelles possibilités en médecine prénatale», souligne Gerli. Le chercheur assure que les techniques pour créer ces organes ne sont ni complexes ni coûteuses et préconise la création de banques de cellules souches du liquide amniotique, puisque chaque année des milliers de mères subissent cette technique de diagnostic.

En octobre, une autre équipe israélienne a publié un étude préliminaire dans lequel ils ont également généré des mini-reins et des mini-poumons à partir de cellules souches du liquide amniotique et les ont appliqués à l’étude de deux maladies congénitales potentiellement mortelles. L’équipe a souligné que huit malformations congénitales sur dix n’ont aucune cause connue. Des mini-organes modélisés à partir du liquide amniotique pourraient contribuer à modifier cette terrible statistique. De plus, ajoutent-ils, ces organoïdes peuvent constituer un outil puissant pour étudier les effets des composés toxiques présents dans l’environnement sur le développement humain.

Les minuscules organes créés par cet équipement reproduisent l’état des organes de la femme enceinte entre quatre et huit mois et demi de grossesse. Cela ouvre une possibilité sans précédent d’étudier le développement à des stades très avancés sans mettre en danger la santé du futur bébé ou de la mère.

La biologiste Nuria Montserrat, chercheuse à l’Institut de bioingénierie de Catalogne, souligne l’importance de ce travail. «Cela a ouvert un nouveau domaine en utilisant un nouveau type de cellules pour créer des organoïdes», souligne-t-il. Les organoïdes permettent des expériences rapides et difficiles par d’autres moyens, comme observer le coronavirus pénétrer dans les cellules humaines. Récemment, ils ont également permis d’identifier les cellules responsables des métastases du cancer du côlon. “Utiliser des organoïdes dans la recherche et la médecine ne semble plus si étrange”, résume Montserrat, qui coordonne la plateforme Biomodels and Biobanks, qui a généré en 2022 plus d’un million d’échantillons. “En ce qui concerne l’avenir, la création de biobanques de liquide amniotique pour le traitement de médecine de précision des maladies rares et congénitales est très intéressante”, même si “dans le cas des mini-reins, elles ne sont pas aussi complexes que celles générées par les techniques précédentes”, dit-il. ajoute. .

La biologiste espagnole Marta Shahbazi dirige son propre groupe de recherche sur le développement embryonnaire humain au Cambridge Molecular Biology Laboratory (Royaume-Uni). Le scientifique apprécie que cette étude fasse un pas vers l’introduction d’une médecine personnalisée avant la naissance.

L’amniocentèse est généralement réalisée entre la 14e et la 22e semaine de grossesse et nécessite l’utilisation d’une longue aiguille qui traverse l’abdomen et pénètre dans l’utérus de la mère. Bien que la technique soit très perfectionnée, le risque de perdre le bébé s’élève à une grossesse sur 100. C’est pourquoi elle n’est utilisée que comme méthode de confirmation d’éventuelles malformations ou troubles génétiques préalablement détectés avec des tests non invasifs. Une fois le liquide amniotique analysé, il est généralement jeté. Shahbazi souligne que cette étude est « très précieuse » car elle permet de récupérer un matériel biologique si précieux et d’explorer son potentiel médical sans que la mère ait à subir des tests supplémentaires.

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