Des chercheurs ont cultivé des organoïdes de cerveau comprenant « une grande variété de types de cellules provenant de plusieurs personnes ». L’objectif est d’aider à comprendre pourquoi la réponse du cerveau aux médicaments diffère d’une personne à l’autre. Ces travaux ont été publiés dans la revue Nature [1].
Auparavant d’autres équipes avaient fabriqué des feuillets 2D de cellules cérébrales provenant de plusieurs donneurs humains, mais ce sont les premiers travaux à faire état de systèmes 3D « suffisamment robustes pour la recherche ». Un « véritable tour de force technique », estime Tomasz Nowakowski, biologiste à l’université de Californie à San Francisco, qui n’a pas participé à l’étude.
Ces « cultures chimériques », que les auteurs ont baptisées « chiméroïdes », combinent des cellules provenant de cinq donneurs. A l’avenir, elles pourraient accueillir des cellules provenant de centaines de personnes.
Un défi technique
Les organoïdes cérébraux sont « particulièrement lents à se développer et difficiles à utiliser », et les chercheurs sont à la recherche de meilleurs moyens de les fabriquer. L’une des approches consiste à combiner les cellules de plusieurs donneurs en un seul organoïde. Cependant, comme les cellules souches de départ se développent à des rythmes différents, les lignées à croissance rapide prennent inévitablement le dessus.
L’astuce, selon Paola Arlotta, biologiste à Harvard, et ses collègues, consiste à fabriquer d’abord un ensemble d’organoïdes issus d’un donneur unique. Au fur et à mesure de leur maturation, les cellules de tous les organoïdes adoptent des taux de croissance similaires. En « homogénéisant » ensuite ces structures et en regroupant les cellules, il est possible de cultiver un « organoïde composite ». Les « chiméroïdes » développés dans cette étude ont atteint une taille d’environ 3 à 5 millimètres au bout de trois mois et contiennent les mêmes types de cellules que celles présentes dans le tissu cortical du fœtus.
Une première recherche
Dans le cadre de cette recherche, l’équipe a traité les « organoïdes multi-donneurs » avec des médicaments neurotoxiques.
L’éthanol, qui provoque le syndrome d’alcoolisme fœtal, a réduit le nombre de cellules provenant de la lignée cellulaire d’un des donneurs. Les cellules de ce donneur se sont développées plus rapidement lorsqu’elles ont été associées à de l’acide valproïque, un médicament antiépileptique associé à un risque accru de troubles du spectre autistique chez les enfants qui y ont été exposés in utero.
Des travaux complémentaires sont toutefois nécessaires pour s’assurer que les effets observés dans les modèles chimériques proviennent de la génétique d’une lignée cellulaire donnée, plutôt que d’une interaction entre des cellules très proches les unes des autres, met en garde Robert Vries, directeur général de la société de recherche sur les organoïdes HUB Organoids à Utrecht.
NDLR : Pour mener à bien cette recherche, les scientifiques ont utilisé des cellules souches pluripotentes induites (iPS) qui ne posent pas les problèmes éthiques des cellules souches embryonnaires humaines. Toutefois, la fabrication d’organoïdes de cerveau humain soulève des questions éthiques en soi (cf. Mini-cerveaux cultivés en laboratoire : un problème de conscience ?).
[1] Antón-Bolaños, N., Faravelli, I., Faits, T. et al. Brain Chimeroids reveal individual susceptibility to neurotoxic triggers. Nature (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-07578-8
Source : Nature, Asher Mullard (26/06/2024) – Photo : iStock
