Les organoïdes vascularisés avancent la modélisation des tissus humains

Des recherches récentes ont produit des organoïdes—versions miniatures et cultivées en laboratoire des organes humains—avec des réseaux de vaisseaux sanguins intégrés, soutenant des structures tissulaires plus complexes et une croissance prolongée dans des environnements de laboratoire.

Des scientifiques de l'Université de Stanford ont généré des organoïdes de cœur et de foie à partir de cellules souches pluripotentes humaines qui incluent des systèmes vasculaires, permettant aux organoïdes d'atteindre une plus grande taille et de persister plus longtemps en culture. Ces modèles contenaient une variété de types cellulaires et de structures ressemblant à des organes humains à un stade précoce.

Les organoïdes de cœur développés à Stanford contenaient entre 15 et 17 types cellulaires distincts, ce qui, selon les chercheurs, est similaire à la composition d'un cœur embryonnaire humain de six semaines. L'équipe a également introduit une lignée de cellules souches à triple rapporteur qui fluoresce en trois couleurs, permettant de visualiser la formation de cellules cardiaques et de vaisseaux sanguins au sein des organoïdes.

Des protocoles ont également été établis pour créer des organoïdes cérébraux vascularisés en combinant des structures de vaisseaux sanguins spécifiques au cerveau avec du tissu cérébral, résultant en des réseaux vasculaires robustes et la présence de cellules semblables à des microglies. Parallèlement, des organoïdes de poumon et d'intestin ont été produits avec des vaisseaux sanguins spécifiques à chaque organe en co-différenciant l'endoderme et le mésoderme à partir de cellules souches pluripotentes humaines, ce qui soutient la modélisation des maladies pour des conditions telles que la dysplasie alvéolaire capillaire.

Ce que montrent les chiffres

• Les organoïdes de cœur comprenaient 15 à 17 types cellulaires différents
• Les organoïdes cérébraux multi-région ont répliqué environ 80 % des types cellulaires en développement
• Les organoïdes cérébraux ont atteint une maturité post-natale après environ 280 jours en culture

Les chercheurs ont développé des dispositifs organoïdes de cerveau sur puce qui utilisent des gradients de signalisation pour organiser les domaines du cerveau antérieur au sein d'un seul organe. Cette approche permet un patronage topographique, qui peut être utilisé pour étudier le développement du cerveau dans un environnement contrôlé.

Un système d'échafaudage inspiré des réseaux vasculaires, connu sous le nom d'échafaudages VID, a été créé pour réduire les conditions de faible oxygène et promouvoir la maturation neuronale dans les organoïdes de mésencéphale. Cette méthode soutient le développement de tissus neuronaux plus matures dans des modèles cultivés en laboratoire.

Des organoïdes cérébraux multi-région ont été conçus pour combiner des composants cérébraux, mésencéphaliques/rhombencéphaliques et vasculaires. Ces organoïdes ont répliqué environ 80 % des types cellulaires trouvés dans le cerveau humain en développement et ont permis d'identifier de nouvelles voies de signalisation entre les cellules vasculaires et cérébrales.

Il a également été observé que les organoïdes cérébraux peuvent suivre une chronologie de développement intrinsèque in vitro, atteignant un stade comparable à la maturité post-natale après environ 280 jours en culture. Cette caractéristique permet aux chercheurs d'étudier le développement du cerveau humain sur de longues périodes en utilisant des modèles d'organoïdes.

* Cet article est basé sur des informations publiquement disponibles au moment de la rédaction.