miBrains : des organoïdes de cerveau humain qui intègrent « tous les principaux types de cellules cérébrales »

Des chercheurs du MIT ont mis au point « une nouvelle plateforme 3D de tissu cérébral humain », « la première, affirment-ils, à intégrer tous les principaux types de cellules cérébrales, y compris les neurones, les cellules gliales et le système vasculaire, dans une seule culture ».

Ils ont publié leurs travaux dans les Proceedings of the National Academy of Sciences[1].

Des modèles « facilement personnalisables »

Issus de cellules souches pluripotentes induites (iPS) provenant de donneurs individuels, ces modèles, baptisés « Multicellular Integrated Brains » (miBrains), reproduisent les principales caractéristiques et fonctions du tissu cérébral humain. Ils sont en outre « facilement personnalisables grâce à l’édition génétique et peuvent être produits en quantités suffisantes pour aider la recherche à grande échelle ».

« Le miBrain est le seul système in vitro qui contient les six principaux types de cellules présentes dans le cerveau humain », affime Li-Huei Tsai, auteur principal de l’étude. Ces types de cellules s’assemblent d’eux-mêmes en unités fonctionnelles, comprenant notamment des vaisseaux sanguins, des défenses immunitaires et la conduction des signaux nerveux. Les chercheurs ont veillé à ce que les miBrains possèdent également une barrière hémato-encéphalique capable de contrôler les substances pouvant pénétrer dans le cerveau, y compris la plupart des médicaments traditionnels.

Les chercheurs ont développé les six types de cellules à partir de cellules souches pluripotentes induites provenant de patients, vérifiant que chaque type de cellule cultivée « reproduisait fidèlement » les cellules cérébrales « naturelles ». L’équipe a ensuite procédé par itérations jusqu’à trouver un équilibre entre les types de cellules qui a permis d’obtenir des unités neurovasculaires « fonctionnelles et correctement structurées ».

Vers de « nouvelles fonctionnalités » ?

« Lors de leur première application, les miBrains nous ont permis de découvrir comment l’un des marqueurs génétiques les plus courants de la maladie d’Alzheimer[2] modifie les interactions entre les cellules et conduit à une pathologie », indique Li-Huei Tsai.

A l’avenir, les scientifiques prévoient d’ajouter de « nouvelles fonctionnalités » aux miBrains afin de modéliser plus fidèlement les caractéristiques de « cerveaux en activité », par exemple en utilisant la microfluidique pour ajouter un flux sanguin dans les vaisseaux ou des méthodes de séquençage d’ARN unicellulaire pour améliorer le profilage des neurones.

« Compte tenu de leur sophistication et de leur modularité, les perspectives sont illimitées », considère Alice Stanton, co-auteur de l’étude. « Parmi celles-ci, nous aimerions les exploiter pour acquérir de nouvelles connaissances sur les cibles thérapeutiques, obtenir une lecture approfondie de l’efficacité thérapeutique et optimiser les vecteurs d’administration des médicaments. »

[1] Engineered 3D Immuno-Glial-Neurovascular Human miBrain Model, Proceedings of the National Academy of Sciences (2025). DOI: 10.1073/pnas.2511596122

[2] APOE4

NDLR : Pour mener à bien cette recherche, les scientifiques ont utilisé des cellules souches pluripotentes induites 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 ?).

Source de la synthèse de presse : Medical Xpress, David Orenstein, Massachusetts Institute of Technology (18/10/2025)