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Les scientifiques cultivent de «petits foies» à partir de cellules souches humaines

“Les foies humains fonctionnant minuscules ont été cultivés à partir de cellules souches dans le laboratoire”, rapporte BBC News.

Cette histoire est basée sur une étude qui a utilisé des cellules souches générées à partir de cellules humaines adultes pour faire pousser un minuscule “bourgeon” de cellules hépatiques avec ses propres vaisseaux sanguins. Les scientifiques ont réussi à le faire en laboratoire et ont découvert que le bourgeon hépatique s’était joint au système sanguin d’une souris lors de sa transplantation. Une fois que cela est arrivé, le bourgeon hépatique transplanté pourrait également effectuer certaines des fonctions qu’un foie normal fait, comme la décomposition des molécules de médicament.

Le foie humain est un grand organe doté de nombreuses fonctions essentielles et, bien qu’il résiste, une fois qu’il a subi trop de dommages, il peut échouer. Par exemple, une cause majeure de l’insuffisance hépatique est l’abus d’alcool prolongé. Une fois que l’insuffisance hépatique se produit, la seule option de traitement actuelle est une greffe du foie. Mais la demande pour les foies donnés dépasse de loin l’offre.

Les chercheurs espèrent un jour développer des organes de remplacement dans le laboratoire, idéalement à partir des propres cellules d’un patient. Cette recherche est un autre pas dans cette direction, mais il reste encore beaucoup à faire. Le tissu hépatique cultivé dans la présente étude était très petit, et beaucoup plus de recherche est nécessaire avant qu’il puisse être testé chez les humains.

D’où vient l’histoire?

L’étude a été réalisée par des chercheurs de l’école supérieure de médecine de l’Université de la ville de Yokohama et d’autres centres de recherche au Japon. Il a été financé par l’Agence japonaise des sciences et de la technologie, le ministère japonais de l’Éducation, de la Culture, des Sports, des Sciences et de la Technologie, la Takeda Science Foundation, le Japon IDDM et la Yokohama Foundation for Advanced Medical Science.

L’étude a été publiée dans la revue scientifique à comité de lecture Nature, et a été généralement bien relatée dans les médias, avec seulement quelques points à noter.

L’histoire du Daily Telegraph suggère que: “Les patients souffrant d’insuffisance hépatique pourraient être injectés avec de minuscules organes de remplacement provenant de leurs propres cellules souches dans les 10 prochaines années suite à de nouvelles recherches.” Bien que prometteuse, la recherche n’en est encore qu’à ses débuts. Donc, il est difficile de savoir si cette prédication de «10 ans» est réaliste.

En outre, le Daily Mail suggère que l’utilisation de ce tissu pour tester de nouveaux médicaments permettra d’éviter “des catastrophes telles que le procès de drogue ‘Elephant Man’, dans lequel six hommes ont été laissés se battre pour leur vie”. Mais ce type de tissu hépatique n’a pas encore été utilisé dans les essais sur les médicaments, donc on ne sait pas encore s’il pourrait être utilisé de cette manière.

Même s’il est finalement utilisé à cette fin, il ne pouvait pas prédire tous les effets secondaires des médicaments. Par exemple, l’essai «Elephant Man» mentionné par le Mail a été pensé pour être lié à un effet sur le système immunitaire humain, pas un effet sur le foie.

De quel type de recherche s’aggissait-t-il?

Il s’agissait d’une étude sur des animaux dans laquelle des chercheurs ont tenté de faire pousser un morceau fonctionnel de tissu hépatique humain chez la souris.

Il y a une pénurie importante de donneurs d’organes, de sorte que les chercheurs aimeraient pouvoir faire pousser des organes humains entiers à partir de cellules souches. Les cellules souches sont des cellules qui ont le potentiel de se diviser et se développer dans n’importe quel type de cellule dans le corps.

Bien qu’il y ait eu beaucoup de progrès dans la recherche sur les cellules souches, il n’a pas encore été possible de faire pousser un organe tridimensionnel avec ses vaisseaux sanguins. Les chercheurs ont voulu essayer d’y parvenir avec du tissu hépatique humain.

Pour plus d’informations sur les progrès récents dans la science des cellules souches, lisez notre rapport spécial, Hope and hype.

Qu’est-ce que la recherche implique?

Dans cette étude, les chercheurs ont utilisé des cellules souches pluripotentes induites par l’humain (CSPi) pour se développer et se diviser en formant de petits amas de cellules hépatiques. Ces cellules ont ensuite été transplantées dans des souris. Les chercheurs voulaient voir si les cellules se développeraient en tissu hépatique fonctionnel avec son propre apport sanguin.

Les chercheurs ont cultivé les cellules souches induites par l’homme en laboratoire dans des conditions qui conduiraient les cellules à se développer en cellules hépatiques. Ils les ont cultivés avec les sortes de cellules de soutien qui seraient présentes dans le développement normal du foie, car cela favoriserait leur développement en cellules hépatiques. Les chercheurs ont voulu voir si ces cellules formeraient de petits bouquets appelés “bourgeons du foie”, similaires à ce qui se passe dans le développement de l’embryon humain lorsque le foie se forme.

Les chercheurs ont alors eu l’intention de tester ces bourgeons pour voir si les cellules avaient les caractéristiques des bourgeons hépatiques humains normaux. Ces caractéristiques comprennent les gènes qui sont devenus “actifs” et les protéines produites par les cellules.

Ils voulaient également voir si les bourgeons du foie développeraient leurs propres vaisseaux sanguins, une fois de plus semblable à ce qui se passerait dans le développement de l’embryon humain lorsque le foie se forme hormonal.

Si les bourgeons du foie ont développé des vaisseaux sanguins, les chercheurs ont prévu de les transplanter dans des souris pour voir si leurs vaisseaux sanguins se joignaient à l’approvisionnement en sang de la souris. Ils ont proposé de tester ensuite si ces bourgeons du foie pourraient remplir certaines des fonctions qu’un foie normal effectue.

Quels ont été les résultats de base?

Les chercheurs ont découvert qu’ils pouvaient développer avec succès des bourgeons du foie en trois dimensions qui ressemblaient aux bourgeons du foie observés dans le développement normal du foie humain.

Les cellules de ces bourgeons présentaient un profil d’activité génétique similaire à ce que l’on pourrait attendre d’un foie en développement, et contenaient les différents types de cellules qu’ils s’attendaient à voir. Les bourgeons ont également développé leurs propres vaisseaux sanguins.

Lorsque les chercheurs ont transplanté les bourgeons du foie dans les souris, leurs vaisseaux sanguins se sont joints à l’approvisionnement en sang de la souris dans les deux jours suivant la transplantation.

Cela a poussé les bourgeons immatures du foie à se développer en un tissu ressemblant à un foie adulte mature. Ce tissu hépatique était capable de faire certaines des choses que fait le foie humain normal, comme détruire les médicaments donnés aux souris.

Comment les chercheurs ont-ils interprété les résultats?

Les chercheurs ont conclu que – à leur connaissance – c’était la première étude à générer un organe humain fonctionnel à partir de cellules souches pluripotentes.

Ils disent que des efforts supplémentaires sont nécessaires pour être en mesure de traduire leurs techniques dans une procédure qui peut être utilisée pour les patients humains.

Conclusion

Cette étude a développé une technique qui permet aux scientifiques de générer un bourgeon hépatique immature avec ses propres vaisseaux sanguins en laboratoire en utilisant des cellules souches induites par l’homme. Les scientifiques ont ensuite réussi à transplanter les bourgeons du foie dans des souris et à le joindre au système sanguin de la souris. Lors du test, ces bourgeons du foie transplantés ont rempli certaines des fonctions du tissu hépatique normal. C’est apparemment la première fois que cela a été accompli.

En raison de la pénurie de donneurs d’organes, les chercheurs aimeraient pouvoir faire pousser des organes de remplacement en laboratoire. Les difficultés posées par l’appariement du tissu d’un donneur avec celui du receveur signifient que les organes cultivés en laboratoire seraient idéalement fabriqués à partir des propres cellules d’un patient.

Cette recherche actuelle est un autre pas dans cette direction, mais il reste encore beaucoup à faire. Le foie humain est un gros organe doté de nombreuses fonctions essentielles. Le tissu hépatique cultivé dans l’étude actuelle était petit, et beaucoup plus de recherche devra aller dans le développement de la technique au stade où il pourrait être utilisé chez les humains. Cela comprendra plus de recherches pour s’assurer que les foies cultivés en laboratoire peuvent faire tout ce dont notre corps a besoin pour survivre.