Un modèle thyroïdien de nouvelle génération pour identifier les perturbateurs endocriniens
Le système endocrinien est un réseau complexe de glandes et d’organes qui créent et véhiculent des hormones dans notre corps, régulant de nombreux processus physiologiques, notamment le rythme cardiaque, le sommeil, l’humeur, le système reproducteur et le développement neurologique. De plus en plus de données suggèrent que les substances chimiques auxquelles nous sommes exposés via des objets du quotidien tels que les boîtes de conserve, les plastiques et les appareils électroménagers perturbent le bon fonctionnement du système endocrinien. Ces produits chimiques, connus sous le nom de perturbateurs endocriniens (PE), ont été associés à diverses pathologies, allant de l’obésité à la stérilité. Nous savons que les PE interfèrent avec la thyroïde, un organe en forme de papillon situé dans le cou qui régule le métabolisme du corps. Il est toutefois difficile d’établir un lien de causalité entre l’exposition aux PE et les effets indésirables, notamment en raison de la rareté des échantillons de tissu thyroïdien humain disponibles pour les analyses. Dans le cadre du projet SCREENED(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), des chercheurs ont développé des modèles 3D de la glande thyroïde afin d’aider les scientifiques à étudier les effets des PE sur celle-ci. Il s’agit notamment d’organoïdes bio-imprimés qui reproduisent plus fidèlement le fonctionnement des vraies glandes thyroïdiennes que les modèles de test actuels. «Les organoïdes constituent un modèle plus mature et plus réaliste de la thyroïde, car les follicules organoïdes compromis par les PE présentent les mêmes caractéristiques que les thyrocytes (follicules naturels) dans la thyroïde native», explique Lorenzo Moroni(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), professeur de biofabrication à l’université de Maastricht(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) aux Pays-Bas.
Développer de nouveaux modèles thyroïdiens
SCREENED a développé trois modèles 3D in vitro différents, dont deux proviennent de cellules humaines et un de souris. Ces modèles ont ensuite été utilisés pour évaluer l’effet des PE sur la fonction thyroïdienne. «Nous avons testé ces modèles à l’aide de plusieurs ED – seize produits chimiques à différentes concentrations – et nous avons constaté que le modèle d’organoïdes, et plus encore le modèle bio-imprimé, étaient bien plus sensibles aux concentrations chimiques que les thyrocytes en 2D», souligne Lorenzo Moroni. L’une des avancées majeures du projet a été la conception d’un bioréacteur capable d’accélérer considérablement les tests des PE sur les nouveaux modèles. «La batterie de tests microphysiologiques que nous avons mise au point est remarquable, dans la mesure où elle nous permet d’effectuer plus de 50 tests en une seule fois», explique Lorenzo Moroni. «Cela apporte un débit important aux systèmes de culture cellulaire en 3D, dont la capacité de criblage est par ailleurs difficile à augmenter.»
Avancées dans les modèles d’organoïdes sur puce
Grâce à ce modèle de thyroïde bio-imprimé, les chercheurs ont également pu détecter des PE à des concentrations chimiques bien plus faibles qu’avec d’autres systèmes de test, en mesurant des paramètres tels que la production d’hormones thyroïdiennes et les dérèglements thyroïdiens. Les chercheurs de SCREENED espèrent poursuivre la recherche et envisagent de demander un financement supplémentaire. Leur prochain projet pourrait consister à mettre davantage d’organes en relation avec la thyroïde, afin d’évaluer les effets de l’exposition d’autres parties du corps à des substances chimiques présentes dans l’environnement, telles que les PE, ou à des médicaments dont les effets secondaires pourraient perturber la thyroïde.