Un projet dirigé par l’Université de Bath a obtenu 500 000 £ pour développer un dispositif « organe sur puce » unique en son genre qui reproduit les connexions entre le cerveau, l’intestin et le pancréas. Le projet GlucoBrain permettra aux chercheurs de suivre la manière dont les signaux se déplacent entre les organes et de découvrir pourquoi le diabète peut entraîner des modifications de la mémoire et de la cognition.
L’étude est dirigée par des experts de renommée mondiale en technologie Lab-on-Chip à Bath, en collaboration avec l’Université d’Oxford et l’Université Johns Hopkins. Leurs découvertes pourraient ouvrir la voie à de nouveaux traitements destinés à améliorer la vie de millions de personnes touchées par le diabète, la démence ou les deux.
Le diabète et la maladie d’Alzheimer sont deux des problèmes de santé les plus urgents au monde, en particulier dans les sociétés vieillissantes. Bien qu’il soit largement reconnu que le diabète affecte le cœur, les reins et les yeux, de plus en plus de preuves suggèrent qu’il est également lié à des problèmes de mémoire, d’apprentissage et de fonctionnement cérébral. Cependant, les mécanismes biologiques à l’origine de ce lien restent mal compris.
Le Dr Despina Moschou, responsable du projet, a déclaré : « Notre intestin, notre pancréas et notre cerveau communiquent constamment via un réseau de signaux, nous aidant à réguler la faim et la glycémie. Mais nous ne comprenons toujours pas pleinement comment ces signaux interagissent au niveau cellulaire et pourquoi les niveaux de glucose sont liés au déclin cognitif. «
« En créant un système connecté sur une puce, nous pouvons étudier en temps réel comment les signaux se propagent entre les organes, comment le diabète peut altérer les fonctions cérébrales et comment de nouveaux médicaments pourraient aider. »
Construire un modèle multi-organes
La plupart des connaissances actuelles sur le lien entre le diabète et la démence proviennent d’études animales, de cultures cellulaires simples et d’études sur des patients. Bien que ceux-ci soient utiles, ils ne capturent pas pleinement et précisément toutes les interactions complexes entre nos organes, nos hormones et nos cellules.
La technologie des organes sur puce utilise des cellules humaines vivantes dans des dispositifs miniatures qui imitent le fonctionnement des organes du corps. Contrairement aux cultures cellulaires cultivées dans une boîte de Pétri, ces dispositifs permettent aux cellules de se développer en trois dimensions, de recevoir un apport contrôlé de nutriments et d’interagir plus naturellement. Pour la première fois, les chercheurs pourront également isoler ces organes individuels et ces types de cellules afin de comprendre exactement comment ils communiquent au niveau moléculaire.
Le projet de trois ans débute en octobre et rassemble des ingénieurs, des cliniciens, des biologistes et des informaticiens pour modéliser les interactions complexes entre maladies. L’équipe développera d’abord des modèles de puces individuelles pour l’intestin, le pancréas et le cerveau, avant de les connecter à un système multi-organes. Ils augmenteront progressivement la complexité et mesureront la façon dont chaque organe réagit au glucose, aux hormones et aux différents traitements médicamenteux.
Les chercheurs de l’Université d’Oxford apporteront leur expertise clinique de base dans le domaine du diabète et des maladies métaboliques, garantissant ainsi l’exactitude physiologique des modèles. L’équipe de l’Université Johns Hopkins apporte une expertise spécialisée dans la maladie d’Alzheimer et les organoïdes cérébraux.
Libérer le potentiel futur
GlucoBrain est un projet pilote qui aidera les chercheurs à comprendre exactement comment des maladies comme le diabète et la démence fonctionnent à un niveau biologique plus profond. Cette recherche à un stade précoce jettera les bases de modèles encore plus avancés et réalistes, rassemblant davantage d’organes et de types de cellules. En exploitant la puissance de l’intelligence artificielle, ces appareils ont le potentiel de révéler de nouvelles informations sur la manière dont les maladies apparaissent et se développent.
Le Dr Moschou poursuit : « Non seulement ces dispositifs nous offriraient une manière sans précédent d’étudier les maladies, mais ils pourraient également contribuer à accélérer la découverte et les tests de médicaments, en réduisant le recours aux modèles animaux et en rendant les résultats plus pertinents pour les humains. À long terme, ils pourraient ouvrir la voie à une médecine personnalisée, en utilisant les propres cellules d’un patient pour identifier le traitement le plus efficace. »
Le projet est financé par les prix de connectivité des technologies de la santé du Conseil de recherches en ingénierie et en sciences physiques (EPSRC).
Le projet post-novel « organe sur puce » visant à étudier le lien entre le diabète et la démence est apparu en premier sur Digital Health Technology News UK.