Votre intestin a un travail évident : il transforme les aliments que vous mangez. Mais il a une autre fonction importante : il vous protège des bactéries, virus ou allergènes que vous ingérez avec cet aliment. “La plus grande partie du système immunitaire chez l’homme est le tractus gastro-intestinal, et notre plus grande exposition au monde est ce que nous mettons dans notre bouche”, explique Michael Helmrath, chirurgien pédiatrique au Cincinnati Children’s Hospital Medical Center qui traite les patients atteints de maladies intestinales. .
Parfois, ce système fonctionne mal ou ne se développe pas correctement, ce qui peut entraîner des affections gastro-intestinales telles que la colite ulcéreuse, la maladie de Crohn et la maladie cœliaque, qui sont toutes en augmentation dans le monde. L’étude de ces conditions chez les animaux ne peut nous en dire que beaucoup, car leurs régimes alimentaires et leurs systèmes immunitaires sont très différents des nôtres.
À la recherche d’une meilleure méthode, Helmrath et ses collègues ont annoncé la semaine dernière dans la revue Nature Biotechnology qu’ils avaient transplanté de minuscules boules tridimensionnelles de tissu intestinal humain chez des souris. Après plusieurs semaines, ces sphères, connues sous le nom d’organoïdes, ont développé des caractéristiques clés du système immunitaire humain. Le modèle pourrait être utilisé pour imiter le système intestinal humain sans avoir à expérimenter sur des patients malades.
L’expérience est un suivi spectaculaire de 2010, lorsque les chercheurs de Cincinnati Children’s sont devenus les premiers au monde à créer un organoïde intestinal fonctionnel, mais leur modèle initial était une version plus simple dans un plat de laboratoire. Quelques années plus tard, dit Helmrath, ils ont réalisé “nous en avions besoin pour ressembler davantage à du tissu humain”.
Ailleurs, les scientifiques cultivent des répliques miniatures similaires d’autres organes humains, y compris le cerveau, les poumons et le foie, pour mieux comprendre comment ils se développent normalement et comment les choses tournent mal pour donner lieu à la maladie. Les organoïdes sont également utilisés comme avatars humains pour les tests de dépistage de drogues. Puisqu’ils contiennent des cellules humaines et présentent certaines des mêmes structures et fonctions que les vrais organes, certains chercheurs pensent qu’ils sont un meilleur remplaçant que les animaux de laboratoire.
“Il est extrêmement important que lorsque nous essayons de créer ces plates-formes pour tester l’efficacité des médicaments et les effets secondaires des médicaments dans des modèles de tissus humains, nous nous assurons réellement que nous sommes aussi proches et aussi complets que le tissu dans lequel le médicament fonctionnera. finalement dans notre corps humain. Ainsi, l’ajout du système immunitaire est une partie importante de cela », explique Pradipta Ghosh, directrice du Humanoid Center of Research Excellence à l’Université de Californie à San Diego, qui développe des organoïdes humains pour dépister et tester des médicaments. Ghosh n’a pas participé à l’étude.
Pour développer l’organoïde, les scientifiques ont commencé avec des cellules souches pluripotentes induites, qui sont créées à partir de cellules humaines matures prélevées sur le sang ou la peau. Ceux-ci ont la capacité de se transformer en n’importe quel type de tissu corporel. En alimentant les cellules souches d’un cocktail moléculaire spécifique, l’équipe les a entraînées dans les cellules intestinales. Après avoir poussé pendant 28 jours dans une boîte, les cellules ont formé des sphères de tissu de quelques millimètres de diamètre seulement.
L’équipe a soigneusement transplanté ces sphères chez des souris qui avaient été génétiquement modifiées pour supprimer leur propre système immunitaire afin que le tissu organoïde ne soit pas rejeté. (Les chercheurs ont transplanté l’organoïde intestinal à côté des reins de chaque souris, de sorte qu’il n’était pas réellement connecté au tube digestif des animaux.) Pour stimuler les organoïdes à produire des cellules immunitaires humaines, ils avaient auparavant donné aux souris du sang de cordon humain – une source de cellules souches qui pourraient se transformer en cellules souhaitées.
