L’ingénierie tissulaire pour atténuer l’impact négatif des maladies et des troubles digestifs
Les modèles fonctionnels in vitro des tissus épithéliaux sont des éléments clés dans la recherche biologique fondamentale, la modélisation des maladies, la découverte de médicaments et la médecine régénérative ou personnalisée. Les applications cliniques de l’ingénierie tissulaire sont entravées par le risque d’infection bactérienne dû au manque de tissus fonctionnels épithéliaux. Dans le cas de l’épithélium de l’intestin grêle, des modèles fonctionnels in vitro sont nécessaires pour prédire avec précision l’absorbance des médicaments administrés par voie orale. Stratégies d’ingénierie durable pour la microfabrication «Le but ultime de COMIET est de concevoir des modèles de tissus épithéliaux intestinaux qui imitent les caractéristiques physiologiques retrouvées dans le tissu intestinal humain in vivo», explique la professeure Elena Martinez, responsable du projet ERC. Pour ce faire, une approche expérimentale combinera des techniques de microfabrication, des composants d’ingénierie tissulaire et les caractéristiques auto-organisatrices des organoïdes intestinaux. À ce jour, l’équipe du projet a mis au point une stratégie simple pour microfabriquer des structures de villosités 3D sur des matériaux très mous. Le modèle 3D montre des paramètres fonctionnels plus proches du tissu physiologique que les systèmes de cultures monocouches classiques. Cela améliorera notamment la prévisibilité de l’absorption des médicaments. Les résultats ont été soumis pour publication et constituent la base d’une thèse de doctorat. Selon la professeure Martinez, les chercheurs ont élaboré une stratégie pour «ouvrir» les organoïdes intestinaux qui sont des structures fermées en 3D. L’objectif est de former des monocouches recouvrant les substrats plats et les échafaudages 3D fabriqués dans le cadre du projet. Les résultats ont été présentés lors du symposium Organoids EMBO I EMBL 2016 et seront bientôt publiés. Les partenaires du projet ont également démontré que l’architecture des villosités 3D a un impact direct sur l’adhésion des bactéries et le potentiel d’invasion. Modèles intestinaux humains in vitro qui reproduisent fidèlement le comportement in vivo La professeure Martinez explique que le résultat le plus significatif de COMIET sera de démontrer que les stratégies d’ingénierie peuvent être utilisées avec succès pour fournir aux cellules souches épithéliales intestinales des indices physiques et biochimiques qui guident leur compartimentation, formation et renouvellement de la barrière in vivo. «Si ce concept est démontré avec succès, une approche similaire pourrait également être utilisée pour imiter d’autres tissus épithéliaux avec des géométries complexes telles que les reins, la peau ou les poumons,» poursuit-elle. Dans le domaine de la recherche fondamentale, les utilisateurs finaux bénéficieront d’un système qui récapitule les principales caractéristiques physiologiques du tissu in vivo. En conséquence, il peut être utilisé dans des études de développement, mais aussi comme modèle in vitro de maladies humaines. Les acteurs impliqués dans les tests de criblage de médicaments, d’absorption de médicaments et de toxicologie devraient également bénéficier d’un système qui améliore la prévisibilité des tests actuels. «Le but de COMIET est d’ouvrir de nouvelles voies de recherche dans le domaine des maladies intestinales humaines,» conclut la professeure Martinez. «À terme, les patients pourront tirer profit des résultats du projet, car le système peut être utilisé pour des stratégies de médecine personnalisée.»
Mots‑clés
COMIET, tissus épithéliaux, modélisation in vitro, microfabrication, ingénierie tissulaire
