Organoïdes rénaux dérivés de cellules souches : une avancée pour la recherche sur l'IRA et la médecine régénérative

Les chercheurs ont réalisé des progrès significatifs dans la recherche sur les organoïdes rénaux, avec de nouvelles plateformes offrant des systèmes dérivés de l'humain pour étudier l'insuffisance rénale aiguë (IRA) et faire progresser la médecine régénérative. Une étude publiée dans Genome Medicine décrit un modèle vivant d'organoïde rénal développé à l'Université Monash qui reproduit les caractéristiques clés de la lésion rénale humaine, offrant une plateforme pour étudier pourquoi certaines cellules rénales récupèrent tandis que d'autres progressent vers une maladie chronique. Par ailleurs, des scientifiques de l'Université de Californie du Sud ont réussi à créer des cellules progénitrices artificielles de néphrons pour former des « organoïdes rénaux », des reins miniatures imitant les parties clés de l'organe réel.

La plateforme d'organoïdes de l'Université Monash, cultivée à partir de cellules souches, pourrait offrir aux chercheurs en découverte de médicaments un système plus pertinent pour l'humain afin d'étudier des traitements potentiels avant qu'ils ne passent aux tests cliniques. L'IRA est un déclin soudain de la fonction rénale qui peut survenir après une chirurgie majeure, une transplantation ou une exposition à certains médicaments, y compris la chimiothérapie, et affecte jusqu'à 20 % des admissions à l'hôpital, selon le professeur John Kanellis, directeur de néphrologie à Monash Health. Malgré son impact clinique, il existe peu de traitements qui favorisent directement la récupération rénale après une IRA. La nouvelle plateforme permet aux chercheurs de recréer des aspects de la lésion rénale dans des tissus dérivés de l'humain et d'examiner comment différentes populations cellulaires répondent, dans le but d'identifier des traitements qui pourraient protéger le rein ou améliorer la récupération après une lésion. Le Dr Alexander Combes, chef du Laboratoire de développement et de maladie et directeur de la Plateforme de modification du génome de Monash, a déclaré que l'équipe utilise désormais la plateforme d'organoïdes pour cribler des thérapies potentielles, y compris des médicaments existants qui pourraient potentiellement être réutilisés pour les lésions rénales.

À l'Université de Californie du Sud, les chercheurs ont généré des cellules progénitrices artificielles de néphrons — les cellules qui forment finalement les néphrons matures — et les ont utilisées pour construire des organoïdes rénaux 3D. En ajustant l'activité de deux protéines, p38 et YAP, les scientifiques ont pu faire en sorte que ces cellules, à la fois de souris et humaines, se multiplient pendant de longues périodes en laboratoire sous forme de lignées cellulaires stables. Les cellules progénitrices de néphrons (NPC) cultivées en laboratoire ont soutenu la croissance soutenue de cellules souches de souris et humaines, et lorsque les chercheurs ont examiné les néphrons produits par ces NPC, ils ont constaté qu'ils étaient remarquablement similaires aux cellules progénitrices rénales humaines réelles. L'équipe a également découvert que les podocytes, cellules rénales matures responsables de la filtration du sang dans le néphron, peuvent revenir à un état ressemblant aux NPC, ce qui signifie que des cellules entièrement développées peuvent retourner à une phase plus jeune, semblable à celle de progéniteur. L'auteur principal Zhongwei Li a déclaré que cette percée pourrait accélérer la découverte de médicaments, approfondir la compréhension des racines génétiques du développement et des maladies rénales, et fournir un approvisionnement fiable en cellules progénitrices de néphrons comme éléments constitutifs essentiels pour les reins synthétiques utilisés dans les futures thérapies de remplacement rénal.

Dans un développement distinct, Auxilium Biotechnologies a réalisé une percée historique en médecine régénérative en imprimant avec succès en 3D des tissus vivants de rein et de foie à bord de la Station spatiale internationale dans des conditions de microgravité pour la première fois. La plateforme automatisée AMP-1, utilisant des structures cellulaires et des conceptions de tissus développées par des spécialistes de l'Institut Wake Forest pour la médecine régénérative, a réalisé une biofabrication de haute précision et polyvalente. Les réalisations clés de la mission spatiale comprenaient la toute première production de tissu rénal humain vivant dans l'espace, le premier tissu hépatique fonctionnel entièrement bio-imprimé en orbite, la première production simultanée de trois types de tissus différents au cours d'une seule mission, et la fabrication d'un lot de 28 implants fonctionnels de réparation nerveuse. Grâce à l'environnement de microgravité, les scientifiques ont obtenu une distribution exceptionnellement uniforme des cellules dans les structures tissulaires, ouvrant des possibilités pour créer des produits biologiques complexes et éventuellement fabriquer des organes artificiels entièrement fonctionnels. La capsule transportant les échantillons a amerri au large des côtes de la Californie à 5 h 11, heure du Pacifique, le 17 juin. L'objectif commercial et scientifique principal du projet est de créer des organoïdes, des modèles miniatures tridimensionnels d'organes humains, que les géants pharmaceutiques et les laboratoires de recherche utilisent pour étudier les mécanismes des maladies, tester la sécurité des médicaments et modéliser les réponses aux traitements. La capacité d'imprimer des organoïdes directement dans l'espace donnerait aux chercheurs un accès autonome aux expériences et éliminerait la dépendance aux calendriers de lancement des vaisseaux spatiaux. Auxilium développe une stratégie à long terme pour intégrer ses imprimantes dans les futures stations orbitales commerciales, y compris des projets tels que Vast et Starlab, et la technologie devrait être étendue pour soutenir les missions interplanétaires de longue durée et fournir des soins médicaux autonomes sur les bases lunaires permanentes.