Un foie rudimentaire est cultivé à partir de cellules souches

Dans des travaux qui donneront l'espoir que les organes pourraient être réparés ou même cultivés à partir de zéro en utilisant le propre tissu d'un patient comme matière première, des chercheurs japonais ont créé un tissu hépatique fonctionnel à partir de cellules souches et l'ont transplanté avec succès dans des souris.

Les chercheurs ont découvert qu'un mélange de cellules précurseurs du foie humain et de deux autres types de cellules peut former spontanément des structures tridimensionnelles appelées bourgeons hépatiques. Chez la souris, ces bourgeons hépatiques ont formé des connexions fonctionnelles avec les vaisseaux sanguins naturels et ont rempli certaines fonctions spécifiques au foie, telles que la dégradation des médicaments dans la circulation sanguine.

Il est possible que la technique fonctionne avec d'autres types d'organes, y compris le pancréas, les reins ou les poumons, a déclaré mardi l'auteur principal Takanori Takebe, scientifique à l'Université de la ville de Yokohama au Japon, lors d'une conférence de presse, avec l'aide d'un traducteur. L'étude , Publié dans La nature mercredi, est la première démonstration qu'un organe humain rudimentaire peut être produit à l'aide de cellules souches pluripotentes induites (iPS), dit Takebe.

Ces cellules iPS sont fabriquées en convertissant des cellules matures telles que des cellules de la peau en un état à partir duquel elles peuvent se développer en de nombreux autres types de cellules (voir La science des cellules iPS). La découverte que les cellules matures peuvent être reprogrammées pour assumer cet état a été la base de la 2012 Prix Nobel de physiologie ou médecine .

L'étude fournit un précédent pour réfléchir à la fabrication d'organes et à la reconstruction de structures ou de tissus tridimensionnels plus complexes, dit Georges Daley , directeur du programme de greffe de cellules souches au Children's Hospital de Boston. Les chercheurs ont adopté une approche créative pour construire le proto-foie, explique Daley, en mélangeant trois types de cellules différents : les précurseurs des cellules hépatiques dérivés des cellules iPS humaines, les précurseurs des vaisseaux sanguins appelés cellules endothéliales et les cellules précurseurs du tissu conjonctif appelées cellules souches mésenchymateuses. Les cellules précurseurs des vaisseaux sanguins et du tissu conjonctif ont été récoltées à partir de cordons ombilicaux.

Les découvertes de Takebe et de ses collègues s'appuient sur des travaux existants montrant que la culture de plusieurs types de cellules ensemble peut aider les chercheurs à développer des tissus physiologiques tridimensionnels en laboratoire, selon Yoon-Young Jang , directeur du laboratoire de biologie des cellules souches de la faculté de médecine de l'université Johns Hopkins. D'autres groupes ont également montré que les cellules souches, lorsqu'elles reçoivent les bons signaux chimiques, peuvent se développer spontanément en structures tridimensionnelles similaires aux tissus naturels, tels que la rétine (voir Growing Eyeballs ).

Les méthodes utilisées par les chercheurs dans la nouvelle étude imitent également certains aspects du développement embryonnaire naturel du foie. Adhérer aux principes de la biologie du développement de cette manière est une stratégie que de nombreux acteurs du domaine de la médecine régénérative adoptent, explique Daley. Cette étude est un bon exemple où générer un organoïde tridimensionnel plus ordonné est probablement la voie que la plupart d'entre nous empruntons, dit-il. La capacité de ces organoïdes à médier le métabolisme des médicaments spécifiques au foie humain est une preuve de principe très impressionnante de l'utilité de cette approche.

Pour démontrer le potentiel thérapeutique de leur technique, Takebe et ses collègues ont transplanté une douzaine de bourgeons hépatiques dans l'abdomen de souris dont la fonction hépatique naturelle a été interrompue par un médicament. Les greffes ont maintenu ces souris en vie pendant le mois où elles ont été surveillées.

Les bourgeons du foie n'ont pas réalisé toutes les fonctions d'un foie mature. Par exemple, ils n'ont pas formé de système de voies biliaires. Cependant, dans des recherches en cours, l'équipe a découvert que si les bourgeons sont transplantés dans un foie existant, le corps semble utiliser le système biliaire existant, a déclaré Takebe par e-mail.

Takebe a déclaré qu'une utilisation thérapeutique potentielle de la méthode pourrait impliquer l'administration de bourgeons hépatiques microscopiques à des patients humains via une grosse veine qui se connecte au foie pour améliorer la survie après une insuffisance hépatique. Il a dit qu'il était optimiste quant au fait que jusqu'à 30 pour cent de la fonction hépatique pourraient être restaurés grâce à cette méthode.

Mais Takebe a estimé qu'un tel traitement est dans au moins 10 ans. En attendant, la méthode doit être améliorée afin que les bourgeons hépatiques puissent être produits beaucoup plus efficacement. Le problème est de créer suffisamment de bourgeons hépatiques, en quantité suffisante, pour en faire une thérapie viable, a-t-il déclaré.

Le potentiel de la thérapie par cellules souches pluripotentes est grand, dit Jang. Mais il prévient que beaucoup plus de travail doit être fait pour démontrer leur véritable valeur en clinique, y compris l'évaluation à long terme de leur sécurité.

Une utilisation plus immédiate des cellules iPS pourrait être le criblage de médicaments candidats. La recherche utilisant des modèles pertinents pour les patients de maladies complexes telles que la cirrhose du foie et le cancer aiderait à découvrir de meilleures cibles cellulaires et moléculaires pour le développement de médicaments, a déclaré Jang.

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