Mini-cérébroïdes créés à partir du tissu cérébral d’un fœtus humain | Science

Ils ont la taille d’un grain de riz, mais ils ouvrent de nouvelles voies dans la recherche sur la dernière frontière, le cerveau humain. Des chercheurs néerlandais ont réussi à créer des mini-cerveaux capables de continuer à croître et ils y sont parvenus en utilisant des portions de tissus provenant d’un fœtus humain. La recherche a montré comment ces organoïdes comprenaient différents types de cellules et se développaient selon un échafaudage formé de protéines, également générées en interne. Ces travaux offrent une nouvelle façon d’étudier le fonctionnement du cerveau et, surtout, les pathologies telles que les tumeurs qui attaquent l’organe qui abrite l’esprit humain.

Traditionnellement, les scientifiques ont utilisé différentes manières pour modéliser la biologie des tissus, étudiant à la fois leur fonctionnement et celui des organes qu’ils forment et les pathologies associées. Et ils l’ont fait en cultivant des lignées cellulaires, du sang, du foie, des neurones, etc., ou en prenant comme modèle des animaux de laboratoire. Depuis quelques années, ils le font également avec des organoïdes, des sortes de mini-organes en 3D présentant de nombreuses caractéristiques morphologiques, développementales et même fonctionnelles de l’organe. Cette avancée s’est produite grâce à l’utilisation de cellules souches. Les organoïdes peuvent être formés directement à partir de cellules d’un tissu donné, mais les chercheurs utilisent également des cellules souches pluripotentes (adultes) ou embryonnaires pour se développer en l’organe à étudier.

Ce que des chercheurs de l’Institut Hubrecht et du Centre d’oncologie pédiatrique Princess Máxima (tous deux aux Pays-Bas) ont fait maintenant, c’est de développer une lignée d’organoïdes à partir non pas de cellules souches individuelles, mais de tissus provenant d’un fœtus humain donné pour la recherche après une étude. avortement. Pour développer des mini-organes, d’autres approches ont décomposé le tissu d’origine en cellules individuelles. Dans cet ouvrage publié dans la revue scientifique Celluleau lieu de travailler avec des portions de tissu cérébral fœtal, l’équipe a découvert qu’elle pouvait s’auto-organiser en élevant des structures en trois dimensions.

Ils peuvent se multiplier in vitro, ce qui signifie qu’à partir d’une petite partie du tissu fœtal, nous pouvons générer plusieurs organoïdes

Delilah Hendriks, co-auteur de la réalisation

Le Dr Delilah Hendriks, co-auteur de cette recherche, explique dans un e-mail ce qu’ils ont réalisé : « Le fait que ces organoïdes soient dérivés de tissus signifie que nous pouvons étudier le développement du cerveau humain. » in vitro». Les travaux ont vérifié comment les protéines créées par ces cérébroïdes s’organisaient pour former des matrices extracellulaires, des structures sur lesquelles le reste des cellules cérébrales se multipliaient jusqu’à atteindre la taille d’un grain de riz. « De plus, par rapport aux modèles existants, ils peuvent multiplier in vitroce qui signifie qu’à partir d’une petite partie du tissu fœtal, nous pouvons générer plusieurs organoïdes et ceux-ci peuvent à leur tour en générer davantage, ce qui est non seulement avantageux pour la reproductibilité, mais devient également un outil puissant pour le génie génétique, en particulier dans le contexte de la modélisation du cancer du cerveau. », ajoute Hendriks.

C’était la deuxième partie de son travail. En utilisant la technique de collage de gènes CRISPR, ils ont introduit des défauts dans TP53, un gène cancérigène connu, dans plusieurs cellules organoïdes. Après trois mois, les cellules présentant un TP53 défectueux avaient complètement supplanté les cellules saines. Cette plus grande capacité de réplication est une caractéristique typique des cellules cancéreuses. Ils ont ensuite utilisé la même technique d’édition génétique pour l’inverse, c’est-à-dire pour désactiver trois gènes liés au glioblastome, la plus agressive des tumeurs cérébrales. « Nous avons réussi à désactiver les trois gènes en même temps. Cela signifie que nous avons pu introduire des mutations knock-out complètes dans TP53, PTEN et NF1 en utilisant CRISPR pour concevoir des organoïdes mutants », conclut Hendriks.

Les organoïdes dérivés des tissus fœtaux ont continué à croître pendant plus de six mois, permettant aux scientifiques de continuer à créer de nombreux organoïdes similaires à partir d’un seul échantillon de tissu. Pendant ce temps, les minitumeurs présentant des modifications du gène du glioblastome ont également pu se multiplier, conservant la même combinaison de mutations. Cela pourrait être utilisé pour réaliser des répétitions d’expériences avec les mêmes organoïdes, augmentant ainsi la fiabilité et la reproductibilité de leurs résultats dans les recherches futures.

« Les organoïdes cérébraux issus de tissus fœtaux constituent un nouvel outil précieux pour étudier le développement du cerveau humain. “Nous pouvons désormais étudier plus facilement comment le cerveau en développement se développe et observer le rôle des différents types de cellules et de leur environnement”, explique Benedetta Artegiani, chef de groupe au Centre Princesse Máxima, dans un communiqué. « Notre nouveau modèle cérébral dérivé de tissus nous permet de mieux comprendre comment le cerveau en développement régule l’identité cellulaire. “Cela pourrait également aider à comprendre comment des erreurs dans ce processus peuvent conduire à des maladies neurodéveloppementales telles que la microcéphalie, ainsi qu’à d’autres maladies pouvant résulter d’un développement déraillé, notamment le cancer du cerveau chez l’enfant”, ajoute le chercheur.

Le professeur Jacob Hanna, du Laboratoire d’étude des cellules pluripotentes et de l’embryogenèse ex utero de l’Institut des sciences Weizmann (Israël), apprécie les résultats de cette recherche : « Elle est importante car elle peut offrir des indices sur ce qui se passe dans le cerveau. développement au cours de la formation authentique du cerveau, au lieu d’être basé sur des tissus dérivés de cellules souches embryonnaires », a-t-il déclaré au service de presse SMC Espagne. De son côté, le chercheur du Centre national de biotechnologie (CNB-CSIC), Lluís Montoliu, appelle à la prudence : « Les organoïdes ne sont pas équivalents aux organes qu’ils modélisent. Ni en complexité ni en diversité de types cellulaires. “C’est pourquoi nous devons rester prudents dans l’interprétation des résultats que nous pourrions tirer de l’utilisation des organoïdes dans la recherche.”

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