Publié le 2024-02-29 14:35:00. Des chercheurs irlandais ont franchi une étape importante dans la culture de « mini-cerveaux » en laboratoire, une avancée prometteuse pour la compréhension et le traitement de maladies neurologiques complexes comme la maladie d’Alzheimer et les accidents vasculaires cérébraux.
- Une nouvelle technique permet de vasculariser plus efficacement ces modèles cérébraux miniatures.
- Cette amélioration favorise la survie des cellules et rend les organoïdes plus représentatifs du cerveau humain.
- La recherche ouvre des perspectives pour tester de nouveaux traitements et étudier les mécanismes des maladies neurologiques.
Des organoïdes cérébraux, de minuscules amas de cellules cérébrales humaines cultivées in vitro, sont de plus en plus utilisés par la communauté scientifique pour étudier le développement du cerveau et les pathologies qui l’affectent. Ces modèles simplifiés, mesurant seulement quelques millimètres, présentent toutefois un défi majeur : le manque d’irrigation sanguine. Sans un réseau vasculaire fonctionnel, les cellules situées au cœur de l’organoïde manquent d’oxygène et de nutriments, ce qui limite leur survie et la taille des modèles.
L’équipe du CURAM, le Centre de recherche irlandais pour les dispositifs médicaux basé à l’Université de Galway, a mis au point une solution innovante. En cultivant ces « mini-cerveaux » dans un hydrogel, un gel mou et biocompatible, et en y introduisant des cellules capables de former des vaisseaux sanguins, les chercheurs ont réussi à stimuler la croissance de structures vasculaires plus profondes au sein des organoïdes.
Selon le Dr Mihai Lomora, professeur de chimie des biomatériaux et directeur du laboratoire CerebroMachines à l’Université de Galway, cette approche, bien que pouvant paraître relever de la science-fiction, repose sur des bases scientifiques solides.
« Lorsque nous avons commencé ce projet, nous avons constaté dans la littérature scientifique que les vaisseaux sanguins présents dans les organoïdes cérébraux étaient principalement superficiels. Ils n’atteignaient pas les cellules les plus profondes, qui finissaient par être privées d’oxygène et de nutriments et mourraient. »
Dr Mihai Lomora, professeur de chimie des biomatériaux et directeur du laboratoire CerebroMachines à l’Université de Galway
En adaptant la technique de croissance et en modifiant l’environnement cellulaire, les chercheurs ont observé une amélioration significative. Les organoïdes sont devenus plus volumineux, la mort cellulaire au centre a été réduite de trois fois, et des cellules formant des vaisseaux sanguins ont pu pénétrer à l’intérieur des structures. Ils ont également constaté l’apparition de caractéristiques similaires à celles de la barrière hémato-encéphalique, une couche protectrice qui régule le passage des substances entre le sang et le cerveau.
Cette découverte est particulièrement encourageante car elle suggère que ces organoïdes améliorés pourraient être des outils précieux pour étudier les maladies neurologiques et évaluer l’efficacité de nouveaux traitements.
Le Dr Lomora insiste sur le fait que cette recherche ne vise pas à créer des cerveaux complets en laboratoire, mais plutôt à développer des modèles plus fidèles du fonctionnement des tissus cérébraux.
« Notre objectif est de rendre ces modèles aussi pertinents que possible sur le plan physiologique. En augmentant le système vasculaire, nous pensons avoir franchi une étape importante dans cette direction. C’est véritablement une avancée de pointe. »
Dr Mihai Lomora, professeur de chimie des biomatériaux et directeur du laboratoire CerebroMachines à l’Université de Galway
Les résultats de cette recherche, menée par le CURAM en collaboration avec des scientifiques de l’Université de médecine et des sciences de la santé RCSI, du Trinity College de Dublin et de l’Université d’Édimbourg, ont été publiés dans la revue Advanced Science.
