Un nouveau modèle de minuscules organes ovaires humains, ou ovaroïdes, a été développé à partir de cellules souches, selon les recherches présentées au premier congrès conjoint entre la Société européenne de l'endocrinologie pédiatrique (ESPE) et la Société européenne de l'endocrinologie (ESE). Cette réalisation peut aider à comprendre et à développer des traitements pour les conditions dans lesquelles ces organes ne se développent pas ou ne fonctionnent pas correctement, y compris les différences de développement sexuel et d'infertilité.
Pendant le développement de l'embryon humain, la détermination du sexe se produit à un stade très précoce, ce qui rend le processus difficile à étudier et à comprendre. En règle générale, les gonades commencent à se former à environ quatre semaines, et la décision de devenir des testicules ou des ovaires se produit à environ six semaines. Parfois, cependant, il existe un décalage entre les chromosomes sexuels d'un individu et le sexe gonadique ou anatomique – un groupe de conditions rares appelées différences de développement sexuel (DSD).
Bien que ces conditions soient rares – environ 1 sur 4 500 – des formes plus douces se produisent chez environ 1 sur 200 personnes. Les DSD sont souvent détectés prénatalement ou en bas âge, bien que certains ne deviennent évidents qu'à la puberté ou plus tard. Au cours des 15 dernières années, un nombre croissant de gènes ont été impliqués dans le développement des gonades atypiques, mais environ 50% des enfants atteints de DSD en raison de la formation de gonades atypiques n'ont toujours pas de diagnostic génétique définitif.
Pour comprendre le développement et les maladies des gonades, les chercheurs de l'Institut Pasteur à Paris ont différencié les cellules souches pluripotentes induites par l'homme (HIPSC) dans des cellules de type granulosa – un type de cellule somatique ovarienne qui aide les œufs à grandir et à mûrir – et les cellules de type cellulaire germinale primordiales. Ensuite, ils ont combiné les deux populations de cellules pour former les ovaroïdes humains qui reproduisent les aspects structurels et fonctionnels clés des follicules ovariens.
Bien qu'il existe d'autres modèles ovaroïdes, c'est la première fois que les cellules de type granulosa et les cellules de type cellulaire germinale primordiale sont générées ensemble, sans introduire de facteurs de transcription exogènes, pour produire des organoïdes.
Les facteurs de transcription sont des protéines qui se lient à des séquences d'ADN spécifiques et activent ou désactivent les gènes à proximité, donc l'utilisation de celles externes peut remplacer le programme génétique inné des cellules, ce qui rend les populations dérivées impropre à la modélisation de la maladie. «
Dr Anu Bashamboo, auteur principal
Auparavant, des chercheurs de l'Institut Pasteur, ainsi que des collaborateurs du Francis Crick Institute, ont développé des cellules somatiques des testicules – en particulier des cellules Sertoli qui sont généralement affectées dans les DSD – des HIPSC. L'équipe a cultivé des cellules gonadiques somatiques avec des chromosomes masculins (XY), portant une variante génétique d'un gène spécifique associé au développement des testicules atypiques. En conséquence, ces cellules n'ont pas pu former des structures tubulaires tridimensionnelles qui ressemblent aux cordes de testicules, conduisant à une gonade dysgénétique qui imite les DSD.
« En créant des modèles spécifiques à l'homme et cultivés en laboratoire de développement testiculaire et ovarien à l'aide de cellules souches pluripotentes induites (HIPSC), la recherche surmonte les limitations clés du domaine – en particulier le manque de modèles animaux appropriés en raison de la mauvaise conservation des gènes et des mécanismes de développement à travers les espèces – et fournit une plate-forme puissante pour étudier la fonction des gènes dans un environnement contrôlé », a déclaré le Dr Bashamo.
« Notre travail contribue plus largement à un système modèle évolutif et pertinent par l'homme à la biologie du développement, à la médecine reproductive et aux diagnostics génétiques. Il comble l'écart entre la science fondamentale et les applications cliniques, offrant des outils qui pourraient améliorer les rendements de diagnostic et soutenir le développement de traitements ciblés pour les personnes atteintes de DSDS et de troubles reproducteurs connexes, y compris l'infertilité et certains types de tumeurs ovariennes », a déclaré le Dr Bashamo.
Le Dr Bashamboo a ajouté: « Notre modèle ouvre également de nouvelles possibilités de dépistage des médicaments et des toxines environnementales affectant les gonades humaines, la médecine personnalisée et les futures interventions thérapeutiques. »
