Des chercheurs de Boston développent une nouvelle approche pour générer des organoïdes intestinaux in vitro

Des chercheurs de Boston ont développé une nouvelle façon de générer des groupes de cellules intestinales qui peuvent être utilisées, entre autres, faire des modèles de maladies en laboratoire pour tester des traitements pour les maladies affectant le système gastro-intestinal. En utilisant des cellules souches pluripotentes induites par l'homme, cette nouvelle approche a combiné une variété de techniques qui ont permis le développement de groupes tridimensionnels de cellules intestinales appelées organoïdes in vitro, qui peut étendre les tests de traitement de la maladie en laboratoire à l'aide de cellules humaines.

Publié en ligne dans Communication Nature , ce processus fournit une nouvelle plate-forme pour améliorer les criblages de médicaments et découvrir de nouvelles thérapies pour traiter une variété de maladies affectant l'intestin, comme les maladies inflammatoires de l'intestin, cancer du côlon et fibrose kystique.

Des chercheurs du Center for Regenerative Medicine (CReM) de l'Université de Boston et du Boston Medical Center ont utilisé des dons de cellules souches pluripotentes induites par l'homme (hiPSC), qui sont créés en reprogrammant des cellules adultes dans un état primitif. Pour cette étude, ces cellules ont été poussées à se différencier en cellules intestinales à l'aide de facteurs de croissance spécifiques afin de créer des organoïdes dans un gel. Ce nouveau protocole a permis aux cellules de se développer sans mésenchyme, qui généralement dans d'autres protocoles, soutient la croissance des cellules épithéliales intestinales. En retirant le mésenchyme, les chercheurs ont pu étudier exclusivement les cellules épithéliales, qui composent le tractus intestinal.

En outre, utilisant la technologie CRISPR, les chercheurs ont pu modifier et créer une nouvelle lignée de cellules souches iPSC qui devenaient vertes lorsqu'elles étaient différenciées en cellules intestinales. Cela a permis aux chercheurs de suivre le processus de différenciation des cellules intestinales in vitro.

La génération d'organoïdes dans notre laboratoire nous permet de créer des modèles de maladies plus précis, qui sont utilisés pour tester des traitements et des thérapies ciblés sur un défaut génétique ou un tissu spécifique - et tout cela est possible sans nuire au patient. Cette approche nous permet de déterminer quels traitements pourraient être les plus efficaces, et qui sont inefficaces, contre une maladie."

Gustavo Mostoslavski, MARYLAND, Doctorat, co-directeur du CReM et professeur à la section de gastro-entérologie du Boston Medical Center

Grâce à ce nouveau protocole, les chercheurs ont généré des organoïdes intestinaux à partir d'iPSC contenant une mutation qui cause la mucoviscidose, qui affecte généralement plusieurs organes, y compris le tractus gastro-intestinal. Grâce à la technologie CRISPR, les chercheurs ont corrigé la mutation dans les organoïdes intestinaux. Les organoïdes intestinaux porteurs de la mutation n'ont pas répondu à un médicament alors que les cellules génétiquement corrigées ont répondu, démontrant leur potentiel futur pour la modélisation des maladies et les applications de criblage thérapeutique.

Le protocole développé dans cette étude fournit des preuves solides pour continuer à utiliser des iPSC humains pour étudier le développement au niveau cellulaire, l'ingénierie tissulaire et la modélisation des maladies afin de faire progresser la compréhension - et les possibilités - de la médecine régénérative.

"J'espère que cette étude aidera à faire avancer notre compréhension collective de l'impact des maladies sur le tractus gastro-intestinal au niveau cellulaire, " dit Mostoslavski, qui est également professeur agrégé de médecine et de microbiologie à la Boston University School of Medicine. "Le développement continu de nouvelles techniques pour créer des cellules hautement différenciées qui peuvent être utilisées pour développer des modèles de maladies en laboratoire ouvrira la voie au développement d'approches plus ciblées pour traiter de nombreuses maladies différentes."

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