De minuscules organes simplifiés cultivés dans un laboratoire – appelés organites – pourraient potentiellement rendre la recherche et le développement de médicaments beaucoup plus rapide.
Les scientifiques ont réussi à créer un «corps humain sur une puce», composé de plusieurs tissus vivants à l'échelle microscopique.
Il a été appelé le modèle de laboratoire le plus avancé du corps humain, et il peut s'avérer inestimable dans le développement de nouveaux médicaments avant qu'ils ne soient utilisés sur de vraies personnes.
Les minuscules organites – environ un millionième de la taille de leurs vrais homologues – sont essentiellement un terrain d'essai pour les chercheurs qui cherchent à développer des médicaments et à combattre la maladie. Il s'agit de la dernière étape d'une longue série d'avancées dans la capacité de reproduire des modèles minuscules de parties du corps humain en laboratoire.
Des schémas similaires d'organites interconnectés ont déjà été utilisés pour reproduire fidèlement les résultats de médicaments trop toxiques pour rester sur le marché; la méthode peut révéler des problèmes non trouvés dans les tests effectués sur des animaux ou des cellules cultivées en boîtes de Pétri.
La nouvelle version plus grande introduit plus de modèles d'organes, augmentant les chances d'attraper des effets secondaires dangereux.
«La création d'organes humains microscopiques pour les tests de dépistage de drogues est une extension logique de notre travail de création d'organes à taille humaine», déclare le scientifique médical Thomas Schupe du Wake Forest Institute for Regenerative Medicine (WFIRM).
«Bon nombre des mêmes technologies que nous avons développées au niveau humain, y compris l'environnement très naturel dans lequel vivent les cellules, ont également produit d'excellents résultats lorsqu'elles sont compressées à un niveau microscopique.
Schupe et ses collègues ont utilisé ce qu'ils décrivent comme une «boîte à outils biotechnologique» pour créer des organes miniatures comprenant le cerveau humain, le cœur, le foie, les poumons, le système vasculaire et le côlon.
Chaque organoïde a commencé avec un minuscule échantillon de cellules de tissus humains et de cellules souches, qui se sont ensuite développées en de minuscules organes. Ils imitent de nombreuses fonctions de l'organe réel qu'ils copient et peuvent inclure des cellules de vaisseaux sanguins, des cellules immunitaires et des fibroblastes du tissu conjonctif.
Une demi-douzaine d'organes rétrécis ont été rassemblés à proximité pour représenter un corps humain simplifié, permettant aux chercheurs de voir comment différentes parties de notre anatomie pourraient réagir en combinaison lorsque certains médicaments sont appliqués. Cette idée peut être inestimable.
«Nous savions que nous devions inclure tous les principaux types de cellules qui étaient présents dans l'organe d'origine», explique l'ingénieur biomécanique Alex Skardahl de l'Ohio State University. “Pour simuler les différentes réponses du corps aux composés toxiques, nous devions inclure tous les types de cellules qui déclenchent ces réactions.”
Les organites que l'équipe a développés peuvent donner vie à des tests précédemment réalisés sur des échantillons de tissus 2D, donnant aux experts une vision plus complète et réaliste des effets qu'un médicament particulier peut avoir.
Avec seulement 1 médicament sur 5 000 entrant sur le marché en dehors des essais précliniques entrant sur le marché, le processus de développement de médicaments a un grand potentiel pour améliorer l'efficacité et la sécurité.
Nous pourrions obtenir de nouveaux médicaments plus rapidement, moins coûteux et sans grand (ou aucun) besoin d'expérimentation animale si des simulations humaines réalistes à base d'organoïdes étaient développées.
«La capacité la plus importante du système tissulaire humain est la capacité de déterminer si un médicament est toxique pour l'homme à un stade très précoce de son développement et son utilisation potentielle en médecine personnalisée», explique l'urologue Anthony Atala de WFIRM.
«Éviter les médicaments problématiques aux premiers stades du développement ou du traitement peut littéralement économiser des milliards de dollars et potentiellement sauver des vies.
L'étude a été publiée dans Biofabrication.
