Les organes de notre corps sont des structures 3D complexes constituées de divers types de tissus, qui interagissent tous pour jouer un rôle spécifique dans notre maintien en vie.
Pour comprendre comment ils se développent, fonctionnent et parfois échouent, les scientifiques sont souvent obligés de les étudier dans un état préservé, longtemps après qu’ils ont cessé de croître.
Tout cela est en train de changer, avec les progrès d’un nouveau type de modèle biologique ; l’organoïde.
Que sont les organoïdes ?
Les organoïdes sont de petites copies 3D simplifiées d’organes créés à l’extérieur d’un corps vivant, généralement cultivés en traitant des combinaisons de tissus ou de cellules souches avec des nutriments et des signaux chimiques (facteurs de croissance) qui les encouragent à se différencier et à s’auto-organiser.
D’une taille généralement comprise entre la largeur d’un cheveu et quelques millimètres (une fraction de pouce), ces répliques ne parviennent pas à remplir toute la gamme des fonctions de l’organe d’origine ; mais selon la façon dont ils sont conçus, ils peuvent se décomposer et produire des matériaux similaires et même se développer par étapes qui imitent ce qu’ils font à l’intérieur d’un corps réel.
Comment fonctionnent les organoïdes ?
Les organoïdes ont tendance à être développés dans le but d’étudier des caractéristiques spécifiques de l’organe cible qui ne peuvent pas être si facilement visibles dans un modèle animal, donnant aux chercheurs un plus grand contrôle sur le fonctionnement des tissus dans l’isolement d’un corps vivant et leur permettant d’observer de près des changements spécifiques et séquences de développement.
Alors que les chercheurs ont encouragé la croissance d’arrangements complexes de tissus dans des cultures dans des équipements de laboratoire en dehors du corps depuis au moins le début du 20e siècle, les progrès de la recherche sur les cellules souches ont permis aux chercheurs de créer des conditions en laboratoire qui imitent plus fidèlement celles d’un environnement en constante évolution. environnement. corps.
En 2006, des scientifiques ont réussi à créer une version d’un minuscule foie vascularisé dans un objet en verre qui a continué à fonctionner pendant environ deux mois. Une grande variété de ces organoïdes dérivés de cellules souches sont rapidement apparues, fournissant des informations sur le développement et les fonctions de certaines parties de l’intestin, des reins, du cœur, des yeux et même du cerveau.
Pouvons-nous cultiver des organes entiers de cette façon ?
Les organoïdes sont actuellement utilisés comme outil pour étudier le développement de maladies telles que le cancer ou les maladies neurologiques, ou l’influence de divers facteurs de croissance, les impacts d’autres produits chimiques (toxiques et thérapeutiques).
À mesure que la complexité des organes augmente et que les influences subtiles de la chimie et de la proximité physique avec d’autres tissus et organes augmentent, la capacité d’imiter le développement d’un organe devient de plus en plus difficile. Sans l’intégration d’un système immunitaire et une diffusion adéquate des vaisseaux sanguins, par exemple, rares sont ceux qui prendront la bonne forme ou adopteront les bonnes structures. Le manque d’apport de nutriments par les vaisseaux sanguins limite également leur taille.
Ces défis limitent à la fois la profondeur des études que nous pouvons mener sur les organoïdes et notre capacité à les utiliser comme substituts d’organes.
Ce que nous apprenons sur le développement des organoïdes pourrait théoriquement être utilisé pour améliorer la création de tissus transplantables à l’avenir. Les chercheurs trouvent déjà des moyens de surmonter ces limites en développant des solutions alternatives, en cultivant les organoïdes séparément avant de les combiner ou en utilisant des treillis pour fournir des structures qui donnent leur forme aux tissus.
Les organoïdes cérébraux sont-ils éthiques ?
Faire pousser des couches poilues de tissu cutané ou un morceau de foie métabolisé dans une boîte de Pétri peut mettre certaines personnes mal à l’aise, mais ce n’est qu’avec les battements du tissu cardiaque organoïde ou les impulsions générées par un cortex cérébral organoïde qui viennent à l’esprit.
L’éthique de la croissance des organoïdes cérébraux attire peu à peu le type d’attention qui était autrefois exclusivement consacrée aux questions de développement embryonnaire. Quand l’activité du tissu nerveux est-elle suffisamment « humaine » ?
D’une part, les organoïdes fournissent des informations indispensables sur les schémas de développement neurologique pour nous permettre de mieux comprendre des pathologies telles que la maladie d’Alzheimer ou l’autisme.
Cependant, là où ils suivent la tendance à refléter un système nerveux embryonnaire réel, ou même à scintiller avec le genre d’ondes que nous pourrions voir dans un cerveau émergent, il y a un chevauchement avec des préoccupations philosophiques et morales concernant la définition de l’autonomie personnelle.
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