Des chercheurs de l’Université Rockefeller ont développé une plate-forme de culture cellulaire dans laquelle faire pousser des « bourgeons pulmonaires » à partir de cellules souches embryonnaires humaines. Les minuscules structures ressemblent aux bourgeons pulmonaires qui se forment au cours du développement fœtal et contiennent de minuscules voies respiratoires et alvéoles. Les chercheurs créent les structures dans un dispositif de type bioréacteur doté de puces microfluidiques dans lesquelles les bourgeons pulmonaires se développent. L’équipe a développé un cocktail de facteurs de croissance qui peuvent stimuler les cellules embryonnaires à se différencier en bourgeons pulmonaires, et ils espèrent utiliser le système pour tester le comportement des infections respiratoires et découvrir de nouveaux traitements. Les bourgeons pulmonaires sont génétiquement identiques, ce qui réduit la variabilité biologique inhérente à de tels tests et permet aux chercheurs de réaliser des expériences sans utiliser d’animaux de laboratoire.
Les chercheurs s’améliorent dans la création de « mini-organes » en laboratoire. Ces organoïdes sont extrêmement utiles pour apprendre les mécanismes sous-jacents à la maladie et tester de nouveaux traitements. La récente pandémie de COVID-19 a incité les scientifiques à développer une meilleure compréhension des maladies respiratoires – après tout, certaines des maladies les plus contagieuses se propagent dans l’air, donc comprendre comment elles infectent et se développent dans les tissus pulmonaires contribuerait grandement à aider afin que nous soyons mieux préparés pour la prochaine pandémie.
Les nouveaux bourgeons pulmonaires développés par ces chercheurs peuvent être créés par milliers, permettant aux chercheurs d’étudier simultanément des milliers d’infections individuelles par le SRAS-CoV-2, par exemple. « Ces poumons sont essentiellement des clones », a déclaré Ali Brivanlou, un chercheur impliqué dans le projet. «Ils ont exactement la même signature ADN. De cette façon, nous n’avons pas à nous soucier qu’un patient réagisse différemment d’un autre. La quantification nous permet de maintenir l’information génétique constante et de mesurer la variable clé – le virus.
La nouvelle technologie consiste à ensemencer des cellules souches embryonnaires dans des puces microfluidiques, puis à les exposer à un cocktail de facteurs de croissance pour les stimuler à se transformer en tissu pulmonaire. Les minuscules structures correspondent étroitement aux tissus pulmonaires adultes, avec de petites voies respiratoires et des alvéoles. La technologie a déjà produit des phénomènes intéressants sur le SRAS-CoV-2, révélant que les alvéoles sont plus sensibles à l’infection que les cellules des voies respiratoires, et les chercheurs ont également identifié une voie de signalisation qui rend le tissu pulmonaire plus sensible à l’infection. Le blocage de cette voie peut représenter une nouvelle cible thérapeutique.
« La plateforme nous permettra également de répondre à la prochaine pandémie avec beaucoup plus de rapidité et de précision », a déclaré Brivanlou. «Nous pouvons rapidement capitaliser sur cette plateforme pour rendre un virus visible et développer des thérapies beaucoup plus rapidement que nous ne l’avons fait pour COVID. Il peut être utilisé pour dépister des médicaments, des composés, des vaccins, des anticorps monoclonaux et plus directement dans les tissus humains. Cette technologie est prête à affronter toutes sortes de menaces qui pourraient nous frapper à l’avenir.
Étudier dans la revue Rapports sur les cellules souches: Des puces à ADN organotypiques de bourgeons pulmonaires humains identifient une infection par le SRAS-CoV-2 dépendante du BMP dans les cellules pulmonaires
Via : Université Rockefeller
