Pour la première fois, des scientifiques ont développé des modèles cérébraux en 3D à partir de cellules provenant de plusieurs personnes.
Les nouvelles créations hybrides, que les chercheurs ont baptisées « chiméroïdes », sont une variante des organoïdes cérébraux : de minuscules modèles 3D constitués de tissus qui imitent la structure et la fonction d’un cerveau grandeur nature. Ces modèles sont plus fidèles à la biologie humaine que les modèles cellulaires 2D ou les animaux comme les souris de laboratoire. Les scientifiques espèrent donc que ces modèles accéléreront la recherche et le développement de médicaments.
En règle générale, les organoïdes cérébraux sont cultivés à partir de cellules prélevées sur un seul donneur. Cela signifie qu’ils ne peuvent pas capturer la variabilité génétique qui existe entre les individus, ce qui peut avoir un impact sur le développement cérébral des individus et leurs réponses aux médicaments.
La création de chimérides pourrait permettre de surmonter cet obstacle, selon les scientifiques à l’origine d’une nouvelle étude publiée le 26 juin dans la revue Nature. Un tel « village dans une boîte de Pétri » pourrait être particulièrement utile dans les premières étapes des tests de médicaments, ont-ils déclaré.
Les chercheurs ont cultivé auparavant des feuilles de cellules cérébrales provenant de cellules souches de différentes personnes, mais c’est la première fois que des modèles 3D du cerveau sont cultivés de cette manière.
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« Les chiméroïdes sont un outil passionnant qui sera largement adopté dans le domaine du développement neurologique, probablement avec des applications diverses », Aparna Bhaduriprofesseur adjoint de chimie biologique à l’Université de Californie à Los Angeles, qui n’a pas participé à la recherche, a écrit dans un commentaire de l’étude.
Pour fabriquer les chiméroïdes, les chercheurs ont prélevé des cellules souches de cinq personnes, puis ont utilisé en laboratoire des produits chimiques inducteurs de croissance pour les faire se développer en organoïdes cérébraux, chacun contenant des cellules d’une seule personne. Les scientifiques ont ensuite déchiré les organoïdes obtenus et recombiné les cellules qu’ils contenaient pour former des chiméroïdes. Cela garantissait que chaque chiméroïde contenait un nombre égal de cellules provenant de chaque personne.
Après trois mois, les chimérides mesuraient environ 3 à 5 millimètres de diamètre et contenaient tous les mêmes types de cellules que l’on trouve normalement dans le cortex — la couche la plus externe du cerveau — d’un fœtus.
Par ailleurs, l’équipe a exposé les chimérides à deux produits chimiques neurotoxiques : l’éthanol, qui est associé à troubles du spectre de l’alcoolisation fœtaleet l’acide valproïque, un médicament antiépileptique, qui peut augmenter le risque de malformations congénitales. L’équipe a découvert que les cellules provenant de différents donneurs réagissaient différemment à ces médicaments, en termes de degré d’entrave à leur croissance, par exemple.
Si l’on pouvait les utiliser à plus grande échelle pour recueillir des cellules provenant d’un nombre encore plus important de personnes, les chiméroïdes pourraient théoriquement aider à déterminer comment les patients réagiront aux médicaments avant qu’ils ne soient testés dans le cadre d’un essai clinique, a déclaré l’équipe. Ils pourraient ensuite être séparés en groupes de réponse au traitement spécifiques.
« Je suis enthousiasmé par ce que l’avenir nous réserve en termes d’utilisation d’organoïdes, tels que les chiméroïdes, pour développer de toutes nouvelles façons de parvenir à une innovation thérapeutique pour les maladies neurologiques », Paola Arlottaco-auteur principal de l’étude et professeur de cellules souches et de biologie régénérative à l’Université de Harvard, a déclaré à Live Science dans un e-mail.
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2024-07-03 19:50:12
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