Des chercheurs du groupe Organoid (anciennement groupe Clevers) de l'Institut Hubrecht ont développé un nouvel organoïde qui imite le pancréas fœtal humain, offrant ainsi une vision plus claire de son développement précoce. Les chercheurs ont pu recréer une structure complète comprenant les trois types de cellules clés du pancréas, que les organoïdes précédents ne pouvaient pas entièrement imiter. L’équipe a notamment identifié une nouvelle cellule souche qui se développe en trois types de cellules. Ces résultats, publiés dans Cellule le 2 décembre, pourrait aider les chercheurs à mieux comprendre le pancréas et à développer de nouveaux traitements contre les maladies pancréatiques à l'avenir.
Le pancréas a deux fonctions principales : aider à digérer les aliments et gérer la glycémie. Pour chacune de ces tâches, l’organe utilise différents types de cellules. Le scientifique peut étudier le fonctionnement du pancréas en examinant les organoïdes – ; de minuscules organes, mesurant environ 1 mm, cultivés en laboratoire. Cependant, jusqu’à présent, la plupart des organoïdes ne pouvaient exister que d’un seul type de cellule à la fois. Il est donc plus difficile pour les scientifiques de comprendre le pancréas dans son ensemble.
Nous voulions créer un organoïde incluant tous les types de cellules présentes dans un véritable pancréas. Avec un tel organoïde, nous pourrions étudier comment ces différentes cellules interagissent et mieux comprendre comment le pancréas se développe. »
Amanda Andersson Rolf, première auteure de l'étude
Créer un organoïde complet
Andersson Rolf et ses collègues chercheurs ont utilisé des tissus du pancréas pour créer un nouvel organoïde tridimensionnel qui imite le pancréas humain au stade fœtal. Cet organoïde contenait les trois principaux types de cellules pancréatiques : les cellules acineuses, les cellules canalaires et les cellules endocrines. Chacune de ces cellules joue un rôle vital. Les cellules acineuses libèrent des enzymes qui aident à décomposer les aliments, tandis que les cellules canalaires forment des canaux pour transporter les enzymes vers l'intestin. Enfin, les cellules endocriniennes produisent des hormones comme l’insuline pour contrôler le taux de sucre dans le sang.
« Dans notre organoïde, nous avons découvert et caractérisé un nouveau type de cellule souche qui possède la capacité unique de se développer en trois types de cellules », poursuit Andersson Rolf. « Nous avons vu que les trois types de cellules non seulement se formaient mais remplissaient également leurs fonctions attendues. Les cellules acineuses libéraient des enzymes digestives et les cellules endocrines produisaient des hormones. »
L'organoïde du pancréas donne de nouveaux indices
Grâce à ces organoïdes, les chercheurs ont découvert de nouvelles informations sur le développement du pancréas. « La cellule souche du pancréas fœtal est présente plus longtemps que ce que les scientifiques ont observé lors d'études antérieures sur des souris », explique Andersson Rolf. Il est intéressant de noter que les organoïdes issus de l’une de ces cellules souches peuvent se développer rapidement sur plusieurs années tout en étant capables de produire les trois principaux types de cellules du pancréas. Andersson Rolf et ses collègues ont également découvert une autre différence cruciale entre le développement du pancréas de la souris et celui de l'humain. « Nous avons constaté la présence d'une protéine appelée LGR5, qui marque les cellules souches dans différents tissus. Cette protéine apparaît dans les cellules souches pancréatiques humaines mais pas chez la souris », explique Andersson Rolf. « Nos recherches mettent en évidence l'importance d'étudier la biologie humaine, car nous n'aurions pas pu la découvrir à l'aide de cellules animales », note-t-elle.
Perspectives d'avenir
Le nouvel organoïde qui imite le pancréas fœtal peut offrir aux scientifiques de nouvelles façons d'étudier comment les gènes et l'environnement affectent le développement et la santé du pancréas. À terme, l’étude de ces organoïdes pourrait contribuer au développement de thérapies régénératives et de nouveaux médicaments pour traiter les maladies pancréatiques. « Cependant, nous devons d'abord comprendre pleinement comment les cellules et les molécules du pancréas humain interagissent au cours du développement et de la maladie », explique Andersson Rolf. « Nous commençons tout juste à gratter la surface. »
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