Tissu de foie humain cultivé à partir de cellules souches
Dans un numéro en ligne du 3 juillet de La nature , Takanori Takebe de l'École de médecine de Yokohama City University (YCU) et ses collègues, écrivez:
"À notre connaissance, c'est le premier rapport démontrant la génération d'un organe humain fonctionnel à partir de cellules souches pluripotentes".
Pour atteindre l'exploit, l'équipe a d'abord créé de minuscules «bourgeons de foie» d'un type de cellules souches humaines (hiPSC) dans une culture, puis les a transplantées en souris vivantes. Les cellules ont produit du tissu hépatique humain fonctionnel, avec des vaisseaux sanguins.
Bien que des efforts soient faits pour que ces techniques fonctionnent chez des patients humains, les scientifiques disent que leur étude est une «preuve de concept» selon laquelle «la transplantation de bourgeons d'organes constitue une nouvelle approche prometteuse pour étudier la médecine régénératrice».
Le problème avec les cellules souches
Étant donné que des cellules souches embryonnaires ont été découvertes en 1981, des années de travail dans des laboratoires à travers le monde ont échoué à produire un organe complexe tel que le foie, avec des vaisseaux sanguins, à partir de ces cellules précurseurs indifférenciées.Il est maintenant convaincu qu'il est essentiellement impossible d'essayer de se reproduire dans un tube à essai, les interactions complexes qui se déroulent entre différents types de cellules et de tissus lorsqu'un organe se développe.
Cependant, avec leur nouvelle étude, Takebe et ses collègues contestent cette notion et disent que vous pouvez surmonter cette barrière si vous vous concentrez sur le processus de génération d'organe le plus tôt possible, à savoir les interactions cellulaires qui se produisent au cours du développement du «bourgeon d'organe».
Des bourgeons 3D formés à partir de trois types de cellules
Pendant les premiers stades de la formation du foie, les bourgeons du foie tridimensionnels, avec des vaisseaux sanguins, se forment à partir du tissu de l'intestin avant. Un élément clé de ce processus est l'orchestration des signaux parmi trois types de cellules souches: le foie, le mésenchyme et l'endothélial.L'observation de ce processus a conduit Takebe et ses collègues à se demander s'ils pouvaient imiter la formation de bourgeons du foie en trois dimensions (3D) en mélangeant ces trois types de cellules ensemble dans une boîte de Petri bidimensionnelle (2D).
Ils ont donc pris des cellules souches pluripotentes induites par l'homme (hiPSC) et les ont mélangé avec des cellules endothéliales humaines et des cellules mésenchymateuses humaines et les ont cultivées dans une boîte de Petri.
Ils ont été étonnés de constater que même s'ils ont cultivé les cellules en 2D, ils se sont organisés en bourgeons de foie 3D.
Les tests (immunocolorisation et analyse de l'expression des gènes) ont révélé une ressemblance frappante entre les bourgeons cultivés dans le plat et les bourgeons du foie qui poussent naturellement dans les tissus.
La transplantation de bourgeons du foie a conduit à la formation des vaisseaux sanguins
Lorsque l'équipe a transplanté les bourgeons du foie cultivés à partir de hiPSC dans la boîte de Pétri en souris vivantes, dans les 48 heures, les bourgeons ont déjà développé un approvisionnement en sang en cultivant des "vasculatures fonctionnelles" liées aux vaisseaux sanguins à proximité.La formation d'un apport sanguin viable a également déclenché des fonctions hépatiques ressemblant à celles observées dans le tissu hépatique chez l'adulte, comme la production de protéines et la capacité de métaboliser certains médicaments.
De plus, lorsqu'elles sont transplantées chez une souris avec une insuffisance hépatique, les bourgeons ont restauré la fonction hépatique.
Quoi de neuf? Les méthodes pourraient être utiles pour la croissance des tissus de transplantation et des cellules pour le test de drogue
Bien que les résultats soient maintenant confirmés dans d'autres laboratoires, il semble que l'enthousiasme initial provoqué par la découverte de cellules souches, qui s'est transformé en calmes lorsque les barrières pratiques ont été découvertes, pourrait être ravivée.L'équipe dit dans un communiqué: "Ces résultats mettent en évidence l'énorme potentiel thérapeutique [d'utilisation de la transplantation de bourgeons d'organes cultivés in vitro pour traiter l'échec des organes".
En dehors de l'énorme différence qu'une telle approche pourrait apporter pour remédier à la pénurie d'organes pour la transplantation, il existe d'autres domaines d'application potentielle pour les méthodes développées dans cette étude.
Par exemple, ils pourraient être très utiles dans le développement de médicaments. Le foie est un gros organe de nettoyage, et beaucoup de composés sont détruits là pour les empêcher d'empoisonner le corps. Cela rend le foie une cible primordiale pour la toxicité causée par les médicaments.
Donc, une partie importante du développement de médicaments teste ses effets sur le foie. Actuellement, ces tests utilisent des cellules récoltées à partir de foies provenant de donneurs morts, ou produits par des lignées cellulaires en laboratoire ou des cellules souches dérivées de foies ou d'animaux donnés.
Mais chacun de ces modèles de tests a des limites. Ils ne fonctionnent pas exactement de la même manière que les foies chez les patients en direct, et ils peuvent coûter cher et prendre du temps à se préparer.
Takebe et ses collègues disent que les méthodes qu'ils ont utilisées dans cette étude ouvrent une nouvelle façon de développer des cellules du foie qui fonctionnent pleinement des hiPSC qui pourraient alors être utilisées pour tester la toxicité des nouveaux médicaments.
Les fonds de l'Agence japonaise pour la science et la technologie et le Ministère de l'éducation, de la culture, du sport, des sciences et de la technologie du Japon ont contribué à financer l'étude.
Un foie humain à partir de cellules souches - science (Médical Et Professionnel Video 2023).
