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Les organoïdes: des mini-organes au service de la recherche sur les maladies et des nouvelles thérapies

Produire des versions miniatures des principaux organes peut sembler relever de la science-fiction; cependant, grâce aux évolutions technologiques en matière de cellules souches, les scientifiques en bio-ingénierie sont désormais en mesure de cultiver un amas de cellules et de produire des organoïdes présentant des propriétés similaires aux organes originaux. Les organoïdes sont des cellules cultivées dans des environnements en trois dimensions (3D) spécifiques qui permettent de créer des organes miniatures simplifiés qui conservent néanmoins des fonctions physiologiques. Ils sont dérivés d’une ou de quelques cellules, d’un tissu, de cellules souches embryonnaires ou de cellules souches pluripotentes induites capables de s’auto-organiser dans des cultures tridimensionnelles.
Les organoïdes: des mini-organes au service de la recherche sur les maladies et des nouvelles thérapies
Après avoir constaté que les cellules ne se comportaient pas de la même manière dans les cultures 2D et in vivo, les cultures 3D d’organoïdes se sont développées en tant que systèmes modèles prometteurs pour l’étude du développement des tissus et la mise au point de nouvelles thérapies. Avec les dernières percées technologiques, les modèles de culture 3D représentent une approximation plus physiologiquement pertinente de l’environnement in vivo. Par conséquent, les chercheurs dans les domaines des sciences physiques et de l’ingénierie cherchent à améliorer les conditions de culture 3D pour faire croître des mini-organes dans une boîte Pétri.

Les organoïdes deviennent de plus en plus complexes à mesure que les chercheurs approfondissent les mécanismes de lignée et de différenciation des cellules souches. Des modèles ont désormais été cultivés pour de nombreux organes, notamment le cerveau, le foie, les reins, le sein, la rétine et les organes du tractus gastro-intestinal, entre autres. Ils peuvent potentiellement être utilisés dans des modèles d’infection et de dépistage de la toxicité, et pour tester des molécules pharmaceutiques, pour la médecine personnalisée et la médecine régénérative/la transplantation d’organes.

Des mini-organes pour modéliser les maladies

Cette nouvelle édition du Results Pack CORDIS présente les premiers résultats des recherches financées par l’UE/l’ERC dans le domaine des organoïdes. Elle met l’accent sur cinq projets et leurs avancées scientifiques dans le domaine des technologies organoïdes et sur leur utilisation en tant que modèles représentatifs des conditions in vivo.

Le transfert des résultats obtenus sur des modèles animaux vers les êtres humains est un goulet d’étranglement majeur dans le domaine de la recherche pharmaceutique, et c’est particulièrement vrai pour l’étude des problèmes cérébraux tels que les maladies dégénératives et les troubles du développement. Le projet Mini Brains a donc généré des organoïdes cérébraux pour étudier les mécanismes de plusieurs troubles neurologiques et découvrir de nouveaux médicaments pour les traiter. TOXANOID a prouvé que leur technologie peut surpasser les systèmes in vitro actuels et remplacer une part importante des études toxicologiques sur les animaux. L’équipe a développé avec succès des systèmes organoïdes pour plusieurs organes, notamment l’intestin grêle, le côlon et le foie.

Des technologies pour les organoïdes 3D in vitro

ColonCan a développé de nouvelles cultures organoïdes tridimensionnelles ex vivo qui répliquent les événements génétiques dans le cancer colorectal (CRC), la deuxième cause la plus fréquente de décès liés au cancer, et les a utilisées pour tester de nouvelles thérapies. COMIET a créé une nouvelle plateforme de culture cellulaire pour les tissus épithéliaux afin de faire progresser la modélisation in vitro des maladies, le dépistage préclinique de l’efficacité et de la toxicité des médicaments, ainsi que la compréhension du développement des organes. Le projet CLOC a produit des organoïdes hépatiques in vitro en utilisant des hépatocytes cultivés sur des échafaudages 3D comme nouveaux modèles pour étudier le développement et la maladie du foie et le traitement potentiel de troubles cholestériques héréditaires.
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