Nouveaux modèles cérébraux, capteurs et outils d'imagerie pour accélérer le développement de médicaments
De nouveaux modèles 3D de tissu cérébral, une imagerie laser et des capteurs pour organoïdes visent à accélérer le développement de médicaments contre la maladie d'Alzheimer et d'autres maladies neurologiques. Le modèle LMU reproduit les agrégats d'Alzheimer, le laser du MIT image la barrière hémato-encéphalique à une vitesse record, et le capteur de l'UNC enregistre l'activité neuronale sans endommager les organoïdes.
Trois équipes de recherche distinctes ont dévoilé de nouvelles technologies visant à accélérer l'étude des maladies cérébrales et le développement de traitements potentiels. Ces avancées comprennent un modèle tridimensionnel de tissu cérébral humain reproduisant la pathologie d'Alzheimer, une méthode d'imagerie laser pour visualiser la barrière hémato-encéphalique à une vitesse sans précédent, et un capteur flexible qui enregistre l'activité neuronale de mini-organoïdes cérébraux.
Dans une étude publiée dans Nature Neuroscience, des neuroscientifiques de l'hôpital universitaire LMU ont développé un modèle tridimensionnel reproductible de tissu cérébral humain. Le système utilise des cellules souches humaines converties en neurones, astrocytes et cellules microgliales, qui s'auto-organisent en sphéroïdes en une semaine. Le modèle exprime activement des gènes et des protéines liés à la maladie d'Alzheimer, et les chercheurs sont parvenus à induire la formation d'agrégats amyloïdes et à les dissoudre avec de nouveaux médicaments. L'équipe indique que ce système pourrait contribuer à accélérer le développement de médicaments et travaille à l'automatisation robotisée pour fabriquer des centaines ou des milliers de tissus modèles de maladies pour des tests à grande échelle.
Par ailleurs, des chercheurs du MIT rapportent dans Nature Methods que la lumière laser chaotique peut former spontanément un « faisceau crayon » hautement focalisé dans des conditions spécifiques. Ce faisceau a permis une imagerie 3D de la barrière hémato-encéphalique humaine à une vitesse environ 25 fois supérieure à celle des techniques de référence actuelles, tout en conservant une qualité d'image similaire. La méthode permet également d'observer en temps réel comment des cellules individuelles absorbent les médicaments. Elle nécessite uniquement une entrée laser parfaitement alignée et une puissance élevée, sans ingénierie optique complexe. Cette avancée pourrait aider à évaluer si les traitements de maladies comme Alzheimer ou la SLA atteignent réellement leurs cibles dans le cerveau.
Une équipe de l'Université de Caroline du Nord à Chapel Hill a créé un capteur 3D qui enveloppe les organoïdes cérébraux. Contrairement aux réseaux d'électrodes 2D plats, le capteur enregistre les signaux neuronaux dans toutes les directions sans endommager l'organoïde ni nécessiter de colle chimique. Cela permet une utilisation répétée et réduit le temps de préparation de sept jours à 10 à 20 minutes. Les chercheurs, qui ont déposé un brevet, envisagent de commercialiser ce capteur pour un criblage de médicaments plus rapide et une médecine personnalisée, avec des intégrations potentielles pour l'optogénétique et l'application microfluidique de médicaments.