Les greffes intestinales cultivées à l'aide de cellules souches pourraient conduire à des greffes personnalisées pour les enfants

Des scientifiques pionniers du Francis Crick Institute, du Great Ormond Street Hospital (GOSH) et de l'UCL Great Ormond Street Institute of Child Health (ICH) ont cultivé des greffes intestinales humaines en utilisant des cellules souches provenant de tissus de patients qui pourraient un jour conduire à des greffes personnalisées pour les enfants atteints d'intestin. échec, selon une étude publiée dans Médecine de la nature aujourd'hui (lundi 7^e Septembre).

Les enfants souffrant d'insuffisance intestinale ne peuvent pas absorber les nutriments essentiels à leur santé et à leur développement en général. Cela peut être dû à une maladie ou à une blessure à l'intestin grêle.

Dans ces cas, les enfants peuvent être nourris par voie intraveineuse via un processus appelé nutrition parentérale, mais cela est associé à des complications graves telles que des infections de la ligne et une insuffisance hépatique. Si des complications surviennent ou dans des cas graves, ces enfants peuvent avoir besoin d'une greffe. Cependant, il y a une pénurie d'organes donneurs appropriés et des problèmes peuvent survenir après la chirurgie, tels que le rejet de la greffe par l'organisme.

Dans leur étude de validation de principe, l'équipe de recherche a montré comment les cellules souches intestinales et les petits tissus intestinaux ou coliques prélevés sur des patients peuvent être utilisés pour développer l'importante couche interne de l'intestin grêle en laboratoire avec la capacité de digérer et d'absorber les peptides et digère le saccharose dans les aliments.

Il s'agit de la première étape des efforts visant à concevoir toutes les couches de l'intestin pour la transplantation. Les chercheurs espèrent qu'un jour, les organes cultivés en laboratoire pourraient offrir une alternative sûre et plus durable aux greffes de donneurs traditionnelles.

Il est urgent que nous trouvions de nouvelles façons de prendre soin des enfants sans intestin actif car, à mesure qu’ils vieillissent, des complications liées à la nutrition parentale peuvent survenir. Nous avons mis en place un processus pour faire pousser une couche d'intestin en laboratoire, nous rapprochant ainsi de pouvoir offrir à ces patients une forme de médecine régénérative, qui utilise des matériaux créés à partir de leurs propres tissus. Cela réduirait certains des risques auxquels les patients transplantés sont confrontés, comme l'attaque de leur système immunitaire contre la greffe. »

Dr Vivian Li, auteure principale et chef de groupe, Laboratoire de cellules souches et de biologie du cancer, Crick

Les chercheurs ont effectué de petites biopsies de l'intestin de 12 enfants qui avaient une insuffisance intestinale ou qui risquaient de développer la maladie. En laboratoire, ils ont ensuite stimulé les cellules de biopsie à se développer en «mini-boyaux», également appelés organoïdes intestinaux, générant plus de 10 millions de cellules souches intestinales de chaque patient au cours de 4 semaines.

Les chercheurs ont également collecté des tissus de l'intestin grêle et du côlon, qui autrement auraient été jetés, d'autres enfants subissant une intervention chirurgicale essentielle pour enlever des parties de leur intestin. En utilisant des techniques de laboratoire, les cellules ont été retirées de ces tissus laissant derrière eux une structure squelettique qui a formé des échafaudages.

Les chercheurs ont placé les «mini-boyaux» sur ces échafaudages, où ils ont grandi sur cette structure pour former un greffon vivant. En raison de conditions de culture spécifiques, les cellules souches se sont transformées en plusieurs des différents types de cellules qui existent dans l'intestin grêle. Les greffons étaient capables de digérer et d'absorber les peptides, les éléments constitutifs des protéines, ainsi que de digérer le saccharose en sucres de glucose.

«Bien que cette recherche soit actuellement en laboratoire, nous nous concentrons sur la création d'une option de traitement réaliste et sûre», explique l'auteur principal du NIHR, le professeur Paolo De Coppi, chirurgien pédiatrique consultant au GOSH et responsable de la chirurgie, des cellules souches et de la médecine régénérative. Section à l'Institut de santé infantile (ICH) de l'UCL Great Ormond Street.

«Ce qui est important ici, c'est que nous avons montré que des échafaudages peuvent être créés en utilisant des tissus du côlon, et pas seulement des tissus de l'intestin grêle. En pratique, il est souvent plus facile d'obtenir des tissus du côlon, ce qui pourrait rendre l'approche beaucoup plus faisable. Il s'agit d'un pas en avant important dans le domaine de la médecine régénérative et nous sommes optimistes quant à ce que cela signifie pour les patients, mais d'autres recherches sont à venir avant de pouvoir traduire en toute sécurité et efficacement cette approche de traitement. « 

En plus de prouver que les biopsies prélevées sur des enfants pourraient être utilisées pour faire pousser des greffes intestinales fonctionnelles, les chercheurs ont également démontré que les greffes survivent et mûrissent lorsqu'elles sont transplantées chez des souris.

En appliquant nos connaissances scientifiques de base sur la biologie des cellules souches intestinales, nous avons développé une méthode efficace et cliniquement pertinente pour la reconstruction de greffons d'intestin grêle humain pour la transplantation. Maintenant que nous avons montré que les greffes réussissent à petite échelle, les prochaines étapes cruciales seront de commencer à faire croître les autres couches de l'intestin telles que les muscles et les vaisseaux sanguins, tout en intensifiant nos méthodes pour créer des greffes viables pertinentes pour l'individu. besoins des patients ».

Laween Meran, auteur principal, registraire en gastro-entérologie et chercheur en recherche clinique au laboratoire de cellules souches et de biologie du cancer du Crick et de l'ICH