À partir de cellules souches, d’éléments régulateurs, de nutriments et de beaucoup de savoir-faire des chercheurs, en deux mois, il est possible d’obtenir un organoïde cérébral de quelques millimètres de long.
Sous ce nom qui fait penser à un film de science-fiction, se cache un outil de recherche de plus en plus utilisé pour étudier les mécanismes cellulaires et neuronaux impliqués dans les maladies neurodégénératives (ndlr : Alzheimer par exemple).
Ces organoïdes sont issus de cellules souches pluripotentes (cellules IPS) qui vont se différencier et se structurer pour reproduire in vitro une micro-anatomie.
« Un des avantages de ces organoïdes cérébraux, c’est qu’ils se développent de manière autonome pendant environ deux mois et ils peuvent se conserver un an, voire plus, en culture avec un métabolisme actif. La structuration en 3D permet d’être au plus proche des conditions physiologiques naturelles. Cela nous permet de réaliser des analyses poussées sur le long terme et sur un grand nombre d’échantillons pour obtenir des résultats significatifs », détaille Miria Ricchetti, responsable de l’unité Mécanismes moléculaires du vieillissement pathologique et physiologique à l’Institut Pasteur.
Jusqu’à présent, l’étude des maladies neurodégénératives se heurtait au fait qu’il n’existe pas de modèle animal optimal. En effet, la structure du cortex cérébral des humains et des rongeurs, le modèle le plus utilisé, ont des différences importantes.
De plus, les patients présentent une très grande variabilité de symptômes et de causes. Avec ce nouveau modèle cellulaire multidimensionnel, de nombreuses thématiques peuvent être explorées avec des possibilités nouvelles comme l’architecture et les interactions cellulaires d’un cerveau en développement, la neurodégénérescence, les maladies infectieuses qui affectent le cerveau…
« Nous avons la possibilité par exemple de marquer différentes molécules, d’observer leurs interactions et leur rayonnement, et de les compter cellule par cellule. Il est possible également d’étudier ces organoïdes à différents stades de développement, sur l’ensemble de l’organoïde ou en partie. Mais ce qui va réellement nous aider dans la compréhension du vieillissement précoce, c’est la comparaison entre organoïdes issus de cellules dérivées de patients et ceux dérivés d’individus sains », ajoute la chercheuse.
Bien que ce modèle permette de se rapprocher des conditions physiologiques et de faire un véritable bond en avant, il présente certaines limites pour la compréhension des mécanismes en jeu dans le vieillissement cérébral.
« En effet, les organoïdes aujourd’hui sont isolés et sans interactions avec d’autres organes proches, ou lointains comme les intestins par exemple où des liens sont aujourd’hui démontrés. Mais l’intérêt scientifique est tel que ce modèle va rapidement s’améliorer. Par exemple, on pense que le manque de vascularisation chez les organoïdes est un facteur limitant de leur croissance physique pour reproduire à plus grande échelle les organes. Des équipes travaillent sur cette question », conclut Miria Ricchetti.
De nombreuses équipes travaillent sur les cellules IPS, en les différenciant en plusieurs types cellulaires (cellules neuronales, ou intestinales, …), ou encore en dérivant des parties différentes et complémentaires du cerveau en développement, qui sont ensuite assemblées.
Ces structures constituent des outils encore plus avancés pour certaines études, et ouvrent davantage de possibilités pour le futur.
Sous ce nom qui fait penser à un film de science-fiction, se cache un outil de recherche de plus en plus utilisé pour étudier les mécanismes cellulaires et neuronaux impliqués dans les maladies neurodégénératives (ndlr : Alzheimer par exemple).
Ces organoïdes sont issus de cellules souches pluripotentes (cellules IPS) qui vont se différencier et se structurer pour reproduire in vitro une micro-anatomie.
« Un des avantages de ces organoïdes cérébraux, c’est qu’ils se développent de manière autonome pendant environ deux mois et ils peuvent se conserver un an, voire plus, en culture avec un métabolisme actif. La structuration en 3D permet d’être au plus proche des conditions physiologiques naturelles. Cela nous permet de réaliser des analyses poussées sur le long terme et sur un grand nombre d’échantillons pour obtenir des résultats significatifs », détaille Miria Ricchetti, responsable de l’unité Mécanismes moléculaires du vieillissement pathologique et physiologique à l’Institut Pasteur.
Jusqu’à présent, l’étude des maladies neurodégénératives se heurtait au fait qu’il n’existe pas de modèle animal optimal. En effet, la structure du cortex cérébral des humains et des rongeurs, le modèle le plus utilisé, ont des différences importantes.
De plus, les patients présentent une très grande variabilité de symptômes et de causes. Avec ce nouveau modèle cellulaire multidimensionnel, de nombreuses thématiques peuvent être explorées avec des possibilités nouvelles comme l’architecture et les interactions cellulaires d’un cerveau en développement, la neurodégénérescence, les maladies infectieuses qui affectent le cerveau…
« Nous avons la possibilité par exemple de marquer différentes molécules, d’observer leurs interactions et leur rayonnement, et de les compter cellule par cellule. Il est possible également d’étudier ces organoïdes à différents stades de développement, sur l’ensemble de l’organoïde ou en partie. Mais ce qui va réellement nous aider dans la compréhension du vieillissement précoce, c’est la comparaison entre organoïdes issus de cellules dérivées de patients et ceux dérivés d’individus sains », ajoute la chercheuse.
Bien que ce modèle permette de se rapprocher des conditions physiologiques et de faire un véritable bond en avant, il présente certaines limites pour la compréhension des mécanismes en jeu dans le vieillissement cérébral.
« En effet, les organoïdes aujourd’hui sont isolés et sans interactions avec d’autres organes proches, ou lointains comme les intestins par exemple où des liens sont aujourd’hui démontrés. Mais l’intérêt scientifique est tel que ce modèle va rapidement s’améliorer. Par exemple, on pense que le manque de vascularisation chez les organoïdes est un facteur limitant de leur croissance physique pour reproduire à plus grande échelle les organes. Des équipes travaillent sur cette question », conclut Miria Ricchetti.
De nombreuses équipes travaillent sur les cellules IPS, en les différenciant en plusieurs types cellulaires (cellules neuronales, ou intestinales, …), ou encore en dérivant des parties différentes et complémentaires du cerveau en développement, qui sont ensuite assemblées.
Ces structures constituent des outils encore plus avancés pour certaines études, et ouvrent davantage de possibilités pour le futur.
