Une équipe de l’Université médicale de Caroline du Sud et du Cincinnati Children’s a développé un modèle sophistiqué pour étudier le côlon malade qui pourrait conduire au développement de traitements personnalisés pour les maladies liées au côlon, telles que le cancer et les maladies inflammatoires de l’intestin (MII). Les chercheurs rapportent leurs conclusions dans le numéro du 2 novembre de Cellule souche.
Jorge Munera, Ph.D., chercheur au MUSC Hollings Cancer Center, a collaboré avec James Wells, Ph.D. et Daniel Kechele, Ph.D., tous deux du Cincinnati Children’s, pour cultiver des côlons humains miniatures dotés d’un système immunitaire en laboratoire . Ce modèle améliore les organoïdes existants, ou mini-organes, qui n’ont aucun lien naturel avec les composants immunitaires. Ces nouveaux organoïdes du côlon ressemblent davantage au côlon humain, qu’il soit sain ou malade.
Nous pensons que ce nouveau modèle est important car la plupart des maladies gastro-intestinales impliquent le système immunitaire et l’inflammation. »
Jorge Munera, Ph.D., professeur adjoint, Département de médecine régénérative et de biologie cellulaire au MUSC
Jusqu’à récemment, les méthodes d’étude des maladies du côlon, telles que le cancer du côlon et les MII, se limitaient aux cellules et aux modèles animaux. Les cellules proviennent souvent de tumeurs cancéreuses, ce qui limite leur applicabilité à l’étude de maladies non cancéreuses. Les modèles animaux ont leurs propres limites : les traitements prometteurs chez les animaux n’apportent pas toujours les mêmes avantages aux humains.
Les organoïdes, des groupes tridimensionnels de cellules qui imitent les fonctions des organes, constituent un juste milieu entre les cellules et les animaux. Elles sont nettement plus complexes que les cultures de cellules humaines traditionnelles, mais il leur manque encore certaines caractéristiques des organes humains complets et, contrairement à un modèle animal, les organoïdes ne sont pas connectés à un système corporel entier.
Munera, Wells et leur équipe ont trouvé un moyen de surmonter l’une des limitations restantes importantes des organoïdes du côlon en induisant ces organoïdes de nouvelle génération à développer des types de cellules immunitaires à un stade précoce qui résident naturellement dans le tissu du côlon.
Cette étude s’appuie sur des travaux similaires publiés en ligne le 26 janvier 2023 dans Biotechnologie naturelle, qui a été dirigé par Michael Helmrath, MD, au Cincinnati Children’s et co-écrit par Wells et ses collègues.
« Il est important de noter que ces cellules immunitaires sont presque identiques à celles trouvées dans le corps humain, où elles sont capables de détecter les bactéries pathogènes et de les éliminer », a déclaré Wells. « Il s’agit d’une étape importante pour la recherche visant à identifier de futurs traitements contre les MII et d’autres maladies ayant un impact sur le tractus gastro-intestinal. »
L’équipe de recherche a généré des organoïdes du côlon à l’aide de cellules souches obtenues à partir d’échantillons de sang de patients. Les cellules souches sont les cellules ancêtres uniformes du corps qui peuvent se développer en types de cellules spécifiques requis par le corps. Dans de bonnes conditions, ces cellules souches peuvent communiquer entre elles pour former un organoïde du côlon. La communication entre les cellules leur permet également de s’auto-organiser en couches similaires à l’organisation naturelle des tissus du corps.
« Ils contiennent non seulement la muqueuse du côlon, mais aussi les cellules de soutien et même certaines cellules immunitaires qui se développent avec le reste de ce tissu », a expliqué Munera.
Les cellules immunitaires de ces nouveaux organoïdes du côlon font partie du système immunitaire inné et agissent comme les « premiers intervenants » de l’organisme face à l’inflammation.
« Nous avons créé un système organoïde humain plus complet que nous pouvons utiliser pour modéliser l’inflammation du côlon », a déclaré Munera.
Avec plus de développement, Munera pense que le nouveau modèle organoïde pourrait aider à personnaliser les traitements des maladies du côlon. À l’avenir, ces organoïdes pourraient être générés à partir du sang d’un patient atteint d’une MII à apparition très précoce, par exemple, et utilisés pour tester l’efficacité d’un traitement avant de l’administrer.
